KR101823748B1 - Active material, nonaqueous electrolyte battery, battery pack and assembled battery - Google Patents

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Abstract

하나의 실시 형태에 의하면 전지용 활물질이 제공된다. 이 전지용 활물질은, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 1차 입자를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 2atm% 이하의 범위 내에 있다. 활물질 1차 입자는, 애스펙트비가 1 이상 4 미만의 범위 내에 있다. 활물질 1차 입자의 결정자 크기는 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있다.According to one embodiment, a battery active material is provided. The battery active material includes active material primary particles of a monoclinic niobium titanium composite oxide. The monoclinic niobium titanium composite oxide contains at least one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W. The content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is in the range of 0.01 atm% to 2 atm%. The aspect ratio of the active material primary particles is in the range of 1 to less than 4. The crystallite size of the active material primary particles is in the range of 5 nm or more and 90 nm or less.

Description

활물질, 비수전해질 전지, 전지 팩 및 조전지{ACTIVE MATERIAL, NONAQUEOUS ELECTROLYTE BATTERY, BATTERY PACK AND ASSEMBLED BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an active material, a non-aqueous electrolyte battery, a battery pack,

본 발명의 실시 형태는, 전지용 활물질, 비수전해질 전지 및 전지 팩에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a battery active material, a nonaqueous electrolyte battery, and a battery pack.

최근 들어, 고에너지 밀도 전지로서, 리튬 이온 이차 전지와 같은 비수전해질 전지가 개발되고 있다. 비수전해질 전지는, 하이브리드 자동차나 전기 자동차와 같은 차량용 전원, 대형 축전용 전원으로서 기대되고 있다. 특히 차량용 용도에 대해서는, 비수전해질 전지는, 급속 충방전 성능, 장기 신뢰성과 같은 다른 특성을 가질 것도 요구되고 있다. 급속 충방전이 가능한 비수전해질 전지는, 충전 시간이 대폭 짧다는 이점을 갖는다. 또한, 급속 충방전이 가능한 비수전해질 전지는, 하이브리드 자동차에 있어서 동력 성능을 향상시킬 수 있고, 또한 동력의 회생 에너지를 효율적으로 회수할 수 있다.Recently, as a high energy density battery, a nonaqueous electrolyte battery such as a lithium ion secondary battery has been developed. The nonaqueous electrolyte battery is expected to be used as a vehicle power source such as a hybrid car or an electric vehicle, or a power source dedicated to a large-sized shaft. In particular, for vehicle applications, non-aqueous electrolyte batteries are also required to have other properties such as rapid charge-discharge performance and long-term reliability. The nonaqueous electrolyte battery capable of rapid charge / discharge has an advantage that the charging time is greatly shortened. In addition, the non-aqueous electrolyte battery capable of rapid charge and discharge can improve the power performance in the hybrid vehicle and can efficiently recover the regenerative energy of the power.

급속 충방전은, 전자 및 리튬 이온이 정극과 부극과의 사이를 빠르게 이동함으로써 가능하게 된다. 카본계 부극을 사용한 전지는, 급속 충방전을 반복함으로써 전극 상에 금속 리튬의 덴드라이트가 석출되는 경우가 있었다. 덴드라이트는 내부 단락을 발생시키고, 그 결과로서 발열이나 발화의 우려가 있다.Rapid charge / discharge is possible by electron and lithium ions moving rapidly between the positive electrode and the negative electrode. In the battery using the carbon-based negative electrode, dendrites of metallic lithium were deposited on the electrode by repeating rapid charging and discharging. The dendrite generates an internal short circuit, and as a result, there is a fear of generation of heat or ignition.

따라서, 탄소질물 대신에 금속 복합 산화물을 부극 활물질로서 사용한 전지가 개발되었다. 특히, 티타늄 산화물을 부극 활물질로서 사용한 전지는, 안정적인 급속 충방전이 가능하고, 카본계 부극에 비해 수명도 길다는 특성을 갖는다.Therefore, a battery using a metal composite oxide as a negative electrode active material instead of a carbonaceous material has been developed. Particularly, a battery using titanium oxide as a negative electrode active material is capable of stable rapid charging and discharging, and has a characteristic that the lifetime is longer than that of a carbon-based negative electrode.

그러나, 티타늄 산화물은 탄소질물에 비해 금속 리튬에 대한 전위가 높다(귀이다). 또한, 티타늄 산화물은, 중량당 용량이 낮다. 이 때문에, 티타늄 산화물을 사용한 전지는, 에너지 밀도가 낮다는 문제가 있다.However, titanium oxide has a higher dislocation to metal lithium (ears) than carbonaceous material. In addition, titanium oxide has a low capacity per weight. For this reason, batteries using titanium oxide have a problem of low energy density.

예를 들어, 티타늄 산화물의 전극 전위는, 금속 리튬 기준으로 약 1.5V이며, 카본계 부극의 전위에 비해 높다(귀이다). 티타늄 산화물의 전위는, 리튬을 전기 화학적으로 삽입 탈리할 때의 Ti3 +와 Ti4 +의 사이에서의 산화 환원 반응에 기인하는 것이기 때문에, 전기학적으로 제약받고 있다. 또한, 1.5V 정도의 높은 전극 전위에 있어서 리튬 이온의 급속 충방전을 안정적으로 행할 수 있다는 사실도 있다. 따라서, 에너지 밀도를 향상시키기 위해서 전극 전위를 저하시키는 것은 실질적으로 곤란하다.For example, the electrode potential of titanium oxide is about 1.5 V on the basis of metal lithium, and is higher than that of the carbon-based negative electrode (ear). The potential of the titanium oxide is electrostatically limited because it is caused by the redox reaction between Ti 3 + and Ti 4 + when the lithium is electrochemically intercalated and deintercalated. In addition, there is also a fact that rapid charging / discharging of lithium ions can be stably performed at a high electrode potential of about 1.5V. Therefore, it is practically difficult to lower the electrode potential in order to improve the energy density.

한편, 단위 중량당 용량에 대해서는, Li4Ti5O12와 같은 리튬 티타늄 복합 산화물의 이론 용량은 175mAh/g 정도이다. 한편, 일반적인 흑연계 전극 재료의 이론 용량은 372mAh/g이다. 따라서, 티타늄 산화물의 용량 밀도는 카본계 부극의 것과 비교해서 현저하게 낮다. 이것은, 티타늄 산화물의 결정 구조 중에, 리튬을 흡장하는 사이트가 적은 것이나, 구조 중에서 리튬이 안정화되기 쉽기 때문에, 실질적인 용량이 저하됨으로 인한 것이다.On the other hand, regarding the capacity per unit weight, the theoretical capacity of the lithium-titanium composite oxide such as Li 4 Ti 5 O 12 is about 175 mAh / g. On the other hand, the theoretical capacity of a general graphite electrode material is 372 mAh / g. Therefore, the capacitance density of the titanium oxide is remarkably low as compared with that of the carbon-based negative electrode. This is due to the fact that in the crystal structure of the titanium oxide, there are few sites storing lithium, but lithium is stabilized in the structure, so that the actual capacity is lowered.

이상을 감안하여, Ti와 Nb를 포함하는 새로운 전극 재료가 검토되고 있다. 특히 TiNb2O7로 표현되는 단사정계 Nb-Ti계 복합 산화물은, Li 삽입시에 Ti가 4가에서 3가, Nb가 5가에서 3가로 전하 보상한다. 그 결과, TiNb2O7로 표현되는 단사정계 Nb-Ti계 복합 산화물은, 이론 용량이 387mAh/g으로 고용량이 되기 때문에, 주목받고 있다.In view of the above, a new electrode material containing Ti and Nb has been studied. Particularly, the monoclinic Nb-Ti based composite oxide represented by TiNb 2 O 7 compensates Ti for tetravalent to trivalent ions when Li is inserted and Nb for trivalent states at 5-valence. As a result, the monoclinic Nb-Ti based composite oxide represented by TiNb 2 O 7 has attracted attention because its theoretical capacity becomes 387 mAh / g at a high capacity.

입출력 특성 및 사이클 특성이 우수한 비수전해질 전지를 실현할 수 있는 전지용 활물질, 이 전지용 활물질을 포함한 비수전해질 전지, 및 이 비수전해질 전지를 구비한 전지 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a battery active material capable of realizing a nonaqueous electrolyte battery excellent in input / output characteristics and cycle characteristics, a nonaqueous electrolyte battery including the battery active material, and a battery pack including the nonaqueous electrolyte battery.

제1 실시 형태에 의하면, 활물질이 제공된다. 이 전지용 활물질은, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 2atm% 이하의 범위 내에 있다. 활물질 입자는, 1차 입자의 애스펙트비가 1 이상 4 미만의 범위 내에 있다. 활물질 입자의 결정자 크기는 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있다.According to the first embodiment, an active material is provided. The battery active material includes active material particles of a monoclinic niobium titanium composite oxide. The monoclinic niobium titanium composite oxide contains at least one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W. The content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is in the range of 0.01 atm% to 2 atm%. In the active material particle, the aspect ratio of the primary particles is in the range of 1 to less than 4. The crystallite size of the active material particles is in the range of 5 nm or more and 90 nm or less.

제2 실시 형태에 의하면, 비수전해질 전지가 제공된다. 이 비수전해질 전지는, 부극과, 정극과, 비수전해질을 구비한다. 부극은, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질을 포함한다.According to the second embodiment, a nonaqueous electrolyte battery is provided. The nonaqueous electrolyte battery includes a negative electrode, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte. The negative electrode includes the battery active material according to the first embodiment.

제3 실시 형태에 의하면, 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지를 구비하는 전지 팩이 제공된다.According to the third embodiment, there is provided a battery pack comprising the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment.

하나의 실시 형태에 의하면, 입출력 특성 및 사이클 특성이 우수한 비수전해질 전지를 실현할 수 있는 전지용 활물질을 제공할 수 있다.According to one embodiment, it is possible to provide a battery active material capable of realizing a non-aqueous electrolyte cell excellent in input / output characteristics and cycle characteristics.

도 1은 단사정형 TiNb2O7의 결정 구조를 도시하는 모식도이다.
도 2는 도 1의 결정 구조를 다른 방향에서 본 모식도이다.
도 3은 제2 실시 형태에 따른 일례의 편평형 비수전해질 전지의 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부의 확대 단면도이다.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 다른 편평형 비수전해질 전지를 모식적으로 도시하는 부분 절결 사시도이다.
도 6은 도 5의 B부의 확대 단면도이다.
도 7은 제3 실시 형태에 따른 일례의 전지 팩의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 전지 팩의 전기 회로를 도시하는 블록도이다.
도 9는 실시예 1의 활물질에 관한 광각 X선 회절 측정에 의해 얻어진 스펙트럼이다.
도 10은 실시예 1의 활물질의 대표적인 SEM상이다.
도 11은 비교예 1의 활물질에 관한 광각 X선 회절 측정에 의해 얻어진 스펙트럼이다.
도 12는 비교예 1의 활물질의 대표적인 SEM상이다.
도 13은 실시예 1의 시험용 전지가 포함하는 전극 군의 개략 사시도이다.
1 is a schematic diagram showing the crystal structure of monoclinic TiNb 2 O 7 .
Fig. 2 is a schematic view showing the crystal structure of Fig. 1 viewed from another direction.
3 is a sectional view of an example flat non-aqueous electrolyte cell according to the second embodiment.
4 is an enlarged sectional view of part A of Fig.
5 is a partially cutaway perspective view schematically showing another flat non-aqueous electrolyte cell according to the second embodiment.
6 is an enlarged cross-sectional view of part B in Fig.
7 is an exploded perspective view of an example battery pack according to the third embodiment.
8 is a block diagram showing an electric circuit of the battery pack of Fig.
9 is a spectrum obtained by wide angle X-ray diffraction measurement of the active material of Example 1. Fig.
10 is a typical SEM image of the active material of Example 1. Fig.
11 is a spectrum obtained by wide angle X-ray diffraction measurement on the active material of Comparative Example 1. Fig.
12 is a typical SEM image of the active material of Comparative Example 1. Fig.
13 is a schematic perspective view of an electrode group included in the test battery of Example 1. Fig.

이하에, 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 실시 형태를 통해서 공통된 구성에는 동일한 부호를 부여하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면은 실시 형태의 설명과 그 이해를 촉진시키기 위한 모식도이며, 그 형상이나 치수, 비 등은 실제의 장치와 상이한 개소가 있는데, 이것들은 이하의 설명과 공지된 기술을 참작하여, 적절히 설계 변경할 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Throughout the embodiments, the same reference numerals are given to common components, and redundant description is omitted. It is to be noted that the drawings are schematic diagrams for explaining the embodiments and promoting their understanding, and the shapes, dimensions, and ratios thereof are different from actual apparatuses, Design can be changed.

(제1 실시 형태)(First Embodiment)

제1 실시 형태에 의하면, 전지용 활물질이 제공된다. 이 전지용 활물질은, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 2atm% 이하의 범위 내에 있다. 활물질 입자는, 1차 입자의 애스펙트비가 1 이상 4 미만의 범위 내에 있다. 활물질 입자의 결정자 크기는 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있다.According to the first embodiment, a battery active material is provided. The battery active material includes active material particles of a monoclinic niobium titanium composite oxide. The monoclinic niobium titanium composite oxide contains at least one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W. The content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is in the range of 0.01 atm% to 2 atm%. In the active material particle, the aspect ratio of the primary particles is in the range of 1 to less than 4. The crystallite size of the active material particles is in the range of 5 nm or more and 90 nm or less.

니오븀 티타늄 복합 산화물이란, Wadthley-Roth상이라고 불리는 결정 구조를 갖는 니오븀 원소와 티타늄 원소를 포함하는 복합 산화물이다. 이 복합 산화물에 있어서는, Nb 원소 및 Ti 원소로 구성되는 금속 이온과 산소 이온이 형성하는 팔면체가, 정점을 공유하면서 블록을 형성한다. 또한, 니오븀 티타늄 복합 산화물의 결정 구조에서는, 변 공유 구조, 또는 Nb 원소 및 Ti 원소로 구성되는 금속 이온과 산소 이온이 형성하는 사면체 구조가, 상기 블록의 사이에 끼워져서 연결되고, 그것이 하나의 축방향으로 적층되어 있다.The niobium titanium composite oxide is a composite oxide containing a niobium element and a titanium element having a crystal structure called a Wadthley-Roth phase. In this composite oxide, the octahedron formed by the metal ion composed of the Nb element and the Ti element and the oxygen ion form a block sharing the apex. Further, in the crystal structure of the niobium titanium composite oxide, a tetrahedral structure formed by a parasitic structure or a metal ion composed of Nb element and Ti element and oxygen ions is sandwiched and connected between the blocks, Direction.

니오븀 티타늄 복합 산화물에는, 예를 들어 TiNb2O7, Ti2Nb10O29, TiNb14O37, TiNb24O62 등 복수의 상이 존재한다. 니오븀 티타늄 복합 산화물이 이들 상 중 어느 상을 취할지는, 복합 산화물에 있어서의 Nb/Ti의 몰비에 의해 선택된다.Niobium-titanium composite oxide includes, for example, TiNb 2 O 7, Ti 2 Nb 10 O 29, TiNb 14 O 37, TiNb exists a plurality of different, such as 24 O 62. Which phase of the niobium-titanium composite oxide to take is determined by the molar ratio of Nb / Ti in the complex oxide.

보다 바람직하게는, Nb/Ti=2인 TiNb2O7상이 포함되는 복합 산화물이면 된다. 복합 산화물 TiNb2O7은, 결정 구조가 단사정계의 공간군 C2/m에 귀속된다. 이 결정 구조에서는, Nb 원소 및 Ti 원소로 구성되는 금속 이온과 산소 이온이 형성하는 팔면체가, 정점을 공유하면서, 세로 3개×가로 3개로 블록을 형성한다. 또한, 이 결정 구조에서는, 변 공유로 블록이 연결된 층이, b축 방향으로 겹친 구조를 취한다. 복합 산화물 TiNb2O7은, 니오븀 티타늄 복합 산화물 중에서도 가장 공극이 넓은 구조를 취하기 때문에, 리튬 이온을 흡장 가능한 용량인 활물질 용량이 가장 높다는 특징을 갖는다.More preferably, it is any Nb / Ti = 2 the TiNb 2 O composite oxide containing 7 different. In the complex oxide TiNb 2 O 7 , the crystal structure is attributed to the monoclinic space group C2 / m. In this crystal structure, the octahedron formed by the metal ions composed of the Nb element and the Ti element and the oxygen ion form blocks with 3 vertically and 3 horizontally while sharing apexes. Further, in this crystal structure, layers in which blocks are connected by side sharing have a structure in which they are stacked in the b-axis direction. The composite oxide TiNb 2 O 7 is characterized in that the capacity of the active material, which is a capacity capable of absorbing lithium ions, is the highest because the composite oxide TiNb 2 O 7 has the widest space among the niobium titanium composite oxides.

한편, Nb/Ti=2 이외에 합성되는 복합 산화물은, TiNb2O7, Ti2Nb10O29, TiNb14O37 및 TiNb24O62 중 어느 2개 이상의 상을 포함하는 혼상 상태로 될 가능성이 있다. TiNb2O7, Ti2Nb10O29, TiNb14O37 및 TiNb24O62의 상은, TiNb2O7의 상과 비교하여, 용량이 작은 한편 레이트 특성이 크다는 특징이 있다. 이 때문에, 이 혼상을 포함하는 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 향상된 레이트 특성을 실현할 수 있다. 1≤Nb/Ti≤2인 복합 산화물은, 예를 들어 루틸형 TiO2와 TiNb2O7과의 혼상으로서 얻을 수 있다. 루틸형 TiO2상이 Li를 흡장하면, 흡장된 Li의 일부는 예를 들어 활물질이 완전 방전 상태가 되어도 루틸형 TiO2상에 잔류할 수 있다. 이 잔류한 Li는, 루틸형 TiO2상, 나아가서는 활물질 전체의 전기 전도성을 높일 수 있다. 따라서, 루틸형 TiO2와 TiNb2O7과의 혼상을 포함하는 활물질은, 우수한 레이트 특성을 나타낼 수 있는 비수전해질 전지를 실현할 수 있다.On the other hand, the composite oxide to be synthesized in addition to Nb / Ti = 2 is likely to be in a mixed state including two or more phases of TiNb 2 O 7 , Ti 2 Nb 10 O 29 , TiNb 14 O 37 and TiNb 24 O 62 have. The phase of TiNb 2 O 7 , Ti 2 Nb 10 O 29 , TiNb 14 O 37 and TiNb 24 O 62 is characterized in that the capacity is small and the rate characteristic is large as compared with the phase of TiNb 2 O 7 . For this reason, the niobium titanium composite oxide including this mixed phase can realize an improved rate characteristic. The composite oxide having 1? Nb / Ti? 2 can be obtained, for example, as a mixed phase of rutile type TiO 2 and TiNb 2 O 7 . When the rutile type TiO 2 phase occludes Li, a part of the occluded Li may remain on the rutile type TiO 2 even if the active material is completely discharged, for example. This residual Li can increase the electrical conductivity of the rutile type TiO 2 phase, and furthermore, the entire active material. Therefore, the active material containing the rutile type TiO 2 and TiNb 2 O 7 mixed with each other can realize a non-aqueous electrolyte cell capable of exhibiting excellent rate characteristics.

Ti/Nb의 비는 전지의 설계 및 용도에 맞춰서 결정되지만, 활물질 용량을 희생하지 않는다는 관점에서, Ti/Nb의 비는, 1.5≤Nb/Ti<5인 것이 바람직하다.The ratio of Ti / Nb is determined according to the design and use of the battery, but from the viewpoint of not sacrificing the active material capacity, the ratio of Ti / Nb is preferably 1.5 Nb / Ti <5.

이어서, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 일례인 TiNb2O7을, 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명한다.Then, in more detail described with reference to the accompanying drawings of one example of TiNb 2 O 7 of the fixed form monoclinic niobium titanium composite oxide.

도 1은, 단사정형 TiNb2O7의 결정 구조를 도시하는 모식도이다. 도 2는, 도 1의 결정 구조를 다른 방향에서 본 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a crystal structure of monoclinic shaping TiNb 2 O 7. Fig. 2 is a schematic diagram showing the crystal structure of Fig. 1 viewed from another direction.

도 1에 도시한 바와 같이, 단사정형 TiNb2O7의 결정 구조에서는, 금속 이온(101)과 산화물 이온(102)이 골격 구조 부분(103)을 구성하고 있다. 또한, 금속 이온(101)에는, Nb 이온과 Ti 이온이 Nb:Ti=2:1의 비로 랜덤하게 배치되어 있다. 이 골격 구조 부분(103)이 3차원적으로 교대로 배치됨으로써, 도 1에 도시한 바와 같이, 골격 구조 부분(103)끼리의 사이에 공극 부분(104)이 존재한다. 이 공극 부분(104)이 리튬 이온의 호스트가 된다. 이 공극 부분(104)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 결정 구조 전체에 대하여 주요한 부분을 차지할 수 있다. 뿐만 아니라, 이 공극 부분(104)은, 리튬 이온이 삽입되어도 안정적으로 구조를 유지할 수 있다.1, the crystal structure of the monoclinic shaping TiNb 2 O 7, and the metal ions 101 and the oxide ion (102) constitutes a part of the skeleton 103. The Nb ions and Ti ions are randomly arranged in the metal ion 101 in a ratio of Nb: Ti = 2: 1. As shown in Fig. 1, the space portion 104 is present between the skeleton structure portions 103 by arranging the skeleton structure portions 103 three-dimensionally alternately. This void portion 104 becomes a host of lithium ions. This void portion 104 can occupy a major portion of the entire crystal structure, as shown in Fig. In addition, the void portion 104 can stably maintain the structure even when lithium ions are inserted.

리튬 이온이 이 공극 부분(104)에 삽입되면, 골격 구조 부분(103)을 구성하는 금속 이온(101)이 3가로 환원되고, 이에 의해 결정의 전기적 중성이 유지된다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물 TiNb2O7은, Ti 이온이 4가에서 3가로 환원될 뿐만 아니라, Nb 이온이 5가에서 3가로 환원된다. 그 때문에, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7은, 4가 양이온인 Ti 이온만을 포함하는 화합물에 비해, 활물질 질량당의 환원 가수가 크다. 그 결과, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7은, 보다 많은 리튬 이온이 삽입되어도 결정의 전기적 중성을 유지하는 것이 가능하다. 이렇게 보다 많은 리튬 이온을 삽입하는 것이 가능하기 때문에, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7은, 4가 양이온만을 포함하는 산화티타늄과 같은 화합물에 비해, 에너지 밀도를 높일 수 있다.When lithium ions are inserted into the void portion 104, the metal ions 101 constituting the skeleton structure portion 103 are reduced in triplicate, thereby maintaining the electrical neutrality of the crystal. In the monoclinic niobium titanium composite oxide TiNb 2 O 7 , Ti ions are reduced not only in tetravalency but also in trivalence, and Nb ions are reduced in trivalent to pentavalent. Therefore, the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 has a larger reduction number per active material mass than a compound containing only tetravalent cation Ti ions. As a result, the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 can maintain electrical neutrality of crystals even when more lithium ions are inserted. Since it is possible to insert more lithium ions in this manner, the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 can increase the energy density as compared with a compound such as titanium oxide containing only tetravalent cations.

또한, 도 1 및 도 2에 도시하는 결정 구조를 갖는 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7은, 리튬의 확산이 빠른 2차원적인 채널을 갖는 복수의 영역과, 이들 영역을 연결하는 리튬 경로를 갖는다. 구체적으로는, 도 1에서, 영역(105) 및 영역(106)이, 각각, [100] 방향과 [010] 방향으로 2차원적인 채널을 갖는 부분이다. 각각 도 2에 도시한 바와 같이, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7의 결정 구조에는, [001] 방향으로 공극 부분(107)이 존재한다. 이 공극 부분(107)은, 리튬 이온의 도전에 유리한 터널 구조를 갖고 있으며, 영역(105)과 영역(106)을 연결하는 [001] 방향의 리튬 경로가 된다. 이 리튬 경로(107)가 존재함으로써, 리튬 이온은 영역(105)과 영역(106)을 왕래하는 것이 가능하게 된다.In addition, the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 having the crystal structure shown in Figs. 1 and 2 has a plurality of regions having two-dimensional channels with fast diffusion of lithium and a lithium path connecting these regions. More specifically, in FIG. 1, the region 105 and the region 106 are portions having two-dimensional channels in the [100] direction and the [010] direction, respectively. Respectively, as shown in Figure 2, the crystal structure of the monoclinic shaped composite oxide TiNb 2 O 7, the gap portion 107 with a [001] orientation exist. This void portion 107 has a tunnel structure favorable to the conduction of lithium ions and becomes a lithium path in the [001] direction connecting the region 105 and the region 106. [ The existence of the lithium path 107 makes it possible for the lithium ion to pass through the region 105 and the region 106. [

이와 같이, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7의 결정 구조에서는, 리튬 이온의 등가적인 삽입 공간이 크고 또한 구조적으로 안정하다. 뿐만 아니라, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7은, 5가의 양이온을 포함하지 않는 화합물에 비해, 에너지 밀도를 높일 수 있다. 또한, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7의 결정 구조에는, 리튬 이온의 확산이 빠른 2차원적인 채널을 갖는 영역(105 및 106)과 그것들을 연결하는 [001] 방향의 리튬 경로(107)가 존재하므로, 상기 단사정형 복합 산화물은, 삽입 공간에의 리튬 이온의 삽입성 및 이 삽입 공간으로부터의 리튬 이온의 탈리성을 향상시킬 수 있음과 함께, 리튬 이온의 삽입 및 탈리에 기여하는 공간을 실효적으로 증가시킬 수 있다. 그 결과, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7은, 높은 용량을 제공하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 단사정형 복합 산화물 TiNb2O7의 이론 용량은 387mAh/g 정도로, 이것은 스피넬 구조를 갖는 티타늄 산화물의 2배 이상의 값이다.Thus, in the crystal structure of the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 , the equivalent insertion space of lithium ions is large and structurally stable. In addition, the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 can increase energy density as compared with a compound not containing a pentavalent cation. In the crystal structure of the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 , regions 105 and 106 having two-dimensional channels with fast diffusion of lithium ions and a lithium path 107 in the [001] direction connecting them are present Therefore, the monoclinic shaped composite oxide can improve the insertion performance of lithium ions into the insertion space and the desorption of lithium ions from the insertion space, and at the same time, the space contributing to the insertion and desorption of lithium ions can be effectively . As a result, the monoclinic composite oxide TiNb 2 O 7 is capable of providing a high capacity. Specifically, the theoretical capacity of the monoclinic complex oxide TiNb 2 O 7 is about 387 mAh / g, which is twice or more the value of the titanium oxide having the spinel structure.

그리고, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 조성이 상이해도, 도 1 및 도 2에 도시하는 결정 구조와 유사한 구조를 가질 수 있다. 그 때문에, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 높은 용량을 제공하는 것이 가능하다.The monoclinic niobium titanium composite oxide may have a structure similar to the crystal structure shown in Figs. 1 and 2 even if the composition is different. Therefore, the monoclinic niobium titanium composite oxide can provide a high capacity.

또한, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 1.5V(대 Li/Li+) 정도의 리튬 흡장 전위를 갖는다. 그 때문에, 이러한 복합 산화물을 활물질로서 사용함으로써, 안정된 반복 급속 충방전이 가능한 전지를 제공하는 것이 가능하다.The monoclinic niobium titanium composite oxide has a lithium intercalation potential of about 1.5 V (vs. Li / Li + ). Therefore, by using such a composite oxide as an active material, it is possible to provide a battery capable of stable repeated charge / discharge.

이상으로부터, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물을 포함하는 활물질을 사용함으로써, 우수한 급속 충방전 성능과 높은 에너지 밀도를 갖는 전지용 활물질을 제공하는 것이 가능하다.From the above, it is possible to provide a battery active material having an excellent rapid charge-discharge performance and a high energy density by using an active material containing a monoclinic niobium titanium composite oxide.

이러한 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물을 충분한 결정성을 갖는 활물질로서 얻기 위해서는, 1100℃ 이상이 고온에서 장시간에 걸쳐 소성을 행하는 것이 필요하였다. 그러나, 이러한 장시간의 고온 소성은, 생산성이 떨어진다는 문제가 있었다.In order to obtain such a monoclinic niobium titanium composite oxide as an active material having sufficient crystallinity, it was necessary to perform firing at a high temperature of 1100 DEG C or higher for a long time. However, such high-temperature firing for a long time has a problem in that the productivity is low.

이 문제를 해결하기 위해서, 소성에 제공하는 전구체에, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 화합물을 소결 보조제로서 포함시킨다는 방책이 있다.In order to solve this problem, there is a policy of including as the sintering aid a compound containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the precursor provided for firing.

일반적으로, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 화합물은, 저융점인 것으로 알려져 있다. 이러한 저융점의 화합물을 원료에 포함시켜 소성하면, 그 화합물이 소성 시에 융점에 달함으로써 액상이 된다. 이 액상은, 입자간의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 이러한 화합물을 소결 보조제로서 사용함으로써, 낮은 온도에서의 소성이 가능하게 된다.In general, a compound containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W is known to have a low melting point. When such a compound having a low melting point is included in a raw material and is baked, the compound reaches a melting point at the time of baking, thereby becoming a liquid phase. This liquid phase can improve the adhesion between the particles. As a result, by using such a compound as a sintering aid, sintering at a low temperature becomes possible.

또한, 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서, Mo, V, W 등의 원소는, Nb 및/또는 Ti의 원소의 일부를 치환하는 것이 가능하다. 이 때문에, 이들 원소는, 니오븀 티타늄 복합 산화물 중에, 잔류한 이들 원소를 포함한 이상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 니오븀 티타늄 복합 산화물을 포함한 활물질은, Li의 흡장 및 방출 시의 체적 팽창 또는 수축에 따라 발생하는 응력에 의해 활물질의 깨짐이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 니오븀 티타늄 복합 산화물을 포함한 활물질 입자를 포함한 비수전해질 전지는, 안정적으로 충방전을 하는 것이 가능하다.Further, in the niobium titanium composite oxide, elements such as Mo, V, and W can replace some of the elements of Nb and / or Ti. Therefore, these elements can prevent occurrence of an abnormality including these remaining elements in the niobium titanium composite oxide. Accordingly, the active material containing the niobium titanium composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V, and W can be used as a positive electrode active material because of the stress caused by the volume expansion or contraction during Li occlusion and discharge. It is possible to suppress occurrence of cracking. Therefore, the nonaqueous electrolyte battery including the active material particles containing the niobium titanium composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W can be stably charged and discharged.

한편, 종래의 방법에서는, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 화합물을 첨가해서 이것을 소결 보조제로서 기능시킴으로써, 소성 온도를 낮출 수 있었지만, 얻어진 활물질의 레이트 특성 및 사이클 특성은, 이러한 소결 보조제를 사용하지 않고 얻어진 활물질의 그것들보다도 저하되는 경향이 있다는 과제가 있었다.On the other hand, in the conventional method, the sintering temperature can be lowered by adding a compound containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W and functioning as a sintering aid. However, The cycle characteristics tend to be lower than those of the active material obtained without using such a sintering aid.

본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 이 사상이 이하에 설명하는 것에 기인하는 것임을 알아내었다.As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that this phenomenon is caused by what is described below.

먼저, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 화합물을 소결 보조제로서 첨가해서 소성을 장시간 실시하면, 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서, 결정 성장이 1단축 방향으로 진행되어버린다. 이렇게 결정이 이방 성장한 니오븀 티타늄 복합 산화물에는, 비늘 조각 형상 또는 바늘 형상의 조대한 결정이 포함되게 된다. 그 결과, 이와 같이 하여 얻어진 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 장축/단축비, 즉 애스펙트비가 큰 복합 산화물 입자로 되어버린다. 특히, 이러한 1축 성장은, Li의 확산에 가장 유의한 [010] 방향에서 일어나기 쉽다. 이 때문에, 복합 산화물 입자에 있어서의 1축 성장에 수반하는 애스펙트비의 증가는, Li 고체내 확산 거리의 증가에 직결된다.First, when a compound containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W is added as a sintering aid and baking is performed for a long time, crystal growth proceeds in the direction of one short axis in the niobium titanium composite oxide Throw away. The niobium-titanium composite oxide in which crystals are anisotropically grown thus contains coarse crystals in the form of scales or needles. As a result, the thus obtained niobium titanium composite oxide becomes composite oxide particles having a long axis / short axis ratio, that is, a large aspect ratio. In particular, such uniaxial growth tends to occur in the direction of [010] most significant to the diffusion of Li. For this reason, the increase in the aspect ratio accompanied by uniaxial growth of the complex oxide particle is directly related to the increase in the diffusion length in the Li solid.

한편, 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Li의 흡장량이 증가함에 따라서, 고체 내에서의 Li 이온의 확산 속도가 저하된다. 이 때문에, 앞서 설명한 바와 같이 1축 성장에 의해 고체내 확산 거리가 증가한 니오븀 티타늄 복합 산화물을 전극에 내장해서 제작한 비수전해질 전지에 있어서는, 충전 시에 과전압이 발생하여, 전극에의 전기 화학적인 부하가 커진다. 또한, 고체내 확산 거리가 길면, Li의 흡장량 및 방출량의 저하로 이어진다. 그 때문에, 고체내 확산 거리가 긴 니오븀 티타늄 복합 산화물을 전극에 내장해서 제작한 비수전해질 전지는, 부족한 레이트 특성을 나타낸다. 또한, 고체내 확산 거리가 긴 니오븀 티타늄 복합 산화물을 전극에 내장해서 제작한 비수전해질 전지는, 부극에의 과전압이 증가함으로써, 환원측에서의 부반응을 증장시켜, 사이클 특성이 저하된다.On the other hand, in the niobium titanium composite oxide, as the storage amount of Li increases, the diffusion rate of Li ions in the solid decreases. Therefore, in the nonaqueous electrolyte battery fabricated by incorporating the niobium titanium composite oxide into the electrode, in which the in-solid diffusion length is increased by the uniaxial growth as described above, an overvoltage is generated at the time of charging and an electrochemical load . Further, if the in-solid diffusion length is long, the amount of Li absorbed and the amount of released Li decrease. Therefore, the nonaqueous electrolyte battery produced by incorporating the niobium titanium composite oxide having a long in-solid diffusion length into the electrode exhibits a poor rate characteristic. In addition, the nonaqueous electrolyte battery fabricated by incorporating a niobium titanium composite oxide having a long solid diffusion length into the electrode increases the overvoltage on the reduction side due to an increase in the overvoltage to the negative electrode, thereby lowering the cycle characteristics.

이상의 지견을 바탕으로, 본 발명자들은 예의 연구를 하여, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질을 실현하였다.Based on the above findings, the present inventors have conducted intensive studies and have realized the battery active material according to the first embodiment.

구체적으로는, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질이 포함하는 활물질 입자에 대해서, 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비는, 1 이상 4 미만의 범위 내에 있다. 또한, 활물질 1차 입자의 결정자 크기는 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있다.Concretely, regarding the active material particles contained in the battery active material according to the first embodiment, the aspect ratio of the primary particles of the active material particles is in the range of 1 to less than 4. The crystallite size of the active material primary particles is in the range of 5 nm or more and 90 nm or less.

활물질 1차 입자의 애스펙트비 및 활물질 1차 입자의 결정자가 상기 범위 내에 있는 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자는, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하고 있지만, 결정 성장 시의 활물질 입자 내의 Li 고체내 확산 거리의 증가가 억제되어 있다. 또한, 이러한 활물질 입자를 포함하는 전지용 활물질은, 비수전해질 전지에 내장해서 사용했을 때, 충전 시의 과전압의 발생이나 환원측에서의 부반응을 억제할 수 있다. 그 결과, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질은, 입출력 특성 및 사이클 특성이 우수한 비수전해질 전지를 실현할 수 있다.The aspect ratio of the active material primary particles and the active material of the niobium titanium composite oxide in which the crystallites of the primary particles are within the above range include at least one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W, An increase in the diffusion length in the Li solid in the active material particle at the time of growth is suppressed. The battery active material containing such active material particles can suppress overvoltage at the time of charging and side reactions at the reduction side when used in a nonaqueous electrolyte battery. As a result, the battery active material according to the first embodiment can realize a nonaqueous electrolyte battery excellent in input / output characteristics and cycle characteristics.

한편, 1차 입자의 애스펙트비가 4 이상인 활물질 입자는, Li 고체내 확산 거리가 너무 길다. 그 때문에, 이러한 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자를 포함한 전지용 활물질을 내장한 비수전해질 전지는, 앞서 설명한 바와 같이, 과전압의 발생, Li의 흡장량 및 방출량의 저하 및 환원측에서의 부반응의 증장 등에 의해, 레이트 특성 및 사이클이 저하된다. 또한, 애스펙트비는, 장축/단축비이며, 장축이 단축보다 짧아지는 경우가 없기 때문에, 1 미만의 값을 취하는 일은 없다. 애스펙트비의 바람직한 범위는, 1 이상 3 이하이다.On the other hand, in the active material particles having an aspect ratio of primary particles of 4 or more, the diffusion distance in Li solids is too long. Therefore, as described above, the nonaqueous electrolyte battery incorporating such a battery active material containing the active material particles of the niobium titanium composite oxide has a low charge-discharge capacity due to the generation of an overvoltage, a decrease in the amount of Li adsorption and discharge and a decrease in side- The characteristics and the cycle are degraded. In addition, the aspect ratio is the major axis / minor axis ratio, and since the major axis does not become shorter than the minor axis, the aspect ratio is not less than 1. A preferable range of the aspect ratio is 1 or more and 3 or less.

또한, 활물질 입자의 결정자 크기가 5nm 미만인 활물질 입자는, 결정자 크기가 너무 작다. 이러한 활물질 입자에서는, 활물질 계면의 영향에 의해, Li 삽입 사이트가 불안정해진다. 그 결과, Li의 흡장 및 방출 시의 결정 구조가 안정되지 않고, 또한 부반응의 증대에 수반해서 사이클 특성이 저하된다. 한편, 결정자 크기가 90nm 이상인 활물질 입자는, Li 고체내 확산 거리가 너무 길다. 그 때문에, 이러한 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자를 포함한 전지용 활물질을 내장한 비수전해질 전지는, 앞서 설명한 바와 같이, 과전압의 발생, Li의 흡장량 및 방출량의 저하 및 환원측에서의 부반응의 증장 등에 의해, 레이트 특성 및 사이클이 저하된다. 결정자 크기의 바람직한 범위는, 10nm 이상 70nm 이하이다.In addition, the active material particles having a crystallite size of less than 5 nm in the active material particles are too small in crystallite size. In such active material particles, the Li insertion site becomes unstable due to the influence of the active material interface. As a result, the crystal structure at the occlusion and release of Li is not stable and the cycle characteristics are lowered with an increase in side reaction. On the other hand, in the active material particles having a crystallite size of 90 nm or more, the diffusion distance in the Li solid is too long. Therefore, as described above, the nonaqueous electrolyte battery incorporating such a battery active material containing the active material particles of the niobium titanium composite oxide has a low charge-discharge capacity due to the generation of an overvoltage, a decrease in the amount of Li adsorption and discharge and a decrease in side- The characteristics and the cycle are degraded. A preferable range of the crystallite size is 10 nm or more and 70 nm or less.

제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질에서는, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 2atm% 이하이다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량이 0.01atm% 미만인 전지용 활물질은, 소성 시에 소결 보조제로서 작용하는 이들 원소의 첨가량이 적었던 것을 의미한다. 그 때문에, 이러한 전지용 활물질은, 고온에서 장시간의 소성에 제공하지 않으면, 니오븀 티타늄 복합 산화물의 결정의 치밀화가 충분히 진행되지 않아, 충분한 결정성을 갖는 상을 얻을 수 없으므로, 충분한 용량을 발휘하는 것이 곤란하다. 또한, 상기 원소의 함유량이 2atm%보다도 큰 경우, 이들 원소의 함유량이 니오븀 티타늄 복합 산화물 중에의 이들 원소의 고용 한계량을 초과하므로, 이상이 활물질 입자 중에 많이 잔류하는 상태가 된다. 이렇게 이상을 포함하는 활물질 입자를 포함한 전지용 활물질은, Li의 흡장 및 방출 시의 체적 팽창 및 수축에 수반하는 응력에 의해 활물질의 깨짐이 발생할 우려가 있어, 사이클 특성이 저하된다.In the battery active material according to the first embodiment, the content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is 0.01 atm% to 2 atm%. The battery active material having a content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is less than 0.01 atm%. When the addition amount of these elements serving as a sintering aid at the time of firing is low . Therefore, unless such a battery active material is provided for firing at a high temperature for a long time, the crystal of the niobium titanium composite oxide is not sufficiently densified and an image having sufficient crystallinity can not be obtained, so that it is difficult to exhibit a sufficient capacity Do. When the content of the element is larger than 2 atm%, the content of these elements exceeds the solubility limit of these elements in the niobium-titanium composite oxide, so that a large amount of the element remains in the active material particles. In the battery active material containing the above-mentioned active material particles, there is a fear that the active material is broken due to the volume expansion and shrinkage accompanying shrinkage during storage and discharge of Li, and the cycle characteristics are lowered.

단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 0.3atm% 이하인 것이 바람직하다.The content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is preferably 0.01 atm% to 0.3 atm%.

단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 1종의 원소를 포함해도 되고, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 2종의 원소를 포함해도 되고, 또는 Mo, V 및 W를 포함해도 된다.The monoclinic niobium titanium composite oxide may contain one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W, two kinds of elements selected from the group consisting of Mo, V and W, or Mo , V, and W may be included.

또한, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질 재료에 포함되는 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, O 원소(산소 원소, 이하 마찬가지임), Ti 원소, Nb 원소, 및 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소 이외의 또 다른 원소를 포함할 수도 있다. 또 다른 원소로서는, 예를 들어 Ta, Fe, Bi, Sb, As, P, Cr, B, Na, Mg, Al 및 Si를 들 수 있다. 1종류의 원소를 또 다른 원소로서 사용해도 되고, 또는 복수 종류의 원소를 또 다른 원소로서 사용해도 된다. 이들 또 다른 원소는, 화합물 TiNb2O7의 Ti 원소의 일부 및/또는 Nb 원소의 일부와 치환함으로써, 특성을 향상시킬 수 있다고 기대할 수 있다.The monoclinic niobium titanium composite oxide contained in the active material for a battery according to the first embodiment is selected from the group consisting of O elements (oxygen elements, hereinafter the same), Ti elements, Nb elements, and Mo, V and W May include another element other than at least one kind of element. Examples of other elements include Ta, Fe, Bi, Sb, As, P, Cr, B, Na, Mg, Al and Si. One kind of element may be used as another element, or a plurality of kinds of elements may be used as another element. These other elements can be expected to improve properties by substituting a part of the Ti element of the compound TiNb 2 O 7 and / or a part of the Nb element.

그 때문에, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질 재료에 포함되는 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 화학식 Ti1 -a- cM1aM3cNb2 -b-dM2bM4dO7(0≤a<1, 0≤b<1, 0<c+d<1)로 나타낼 수 있다. 이 화학식에서의 M1 및 M3은, 조성식 TiNb2O7에서 Ti 원소의 일부와 치환된 원소를 의미한다. 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질 재료에 포함되는 니오븀 티타늄 복합 산화물의 화학식에서의 M2 및 M4는, 조성식 TiNb2O7에서 Nb 원소의 일부와 치환된 원소를 의미한다. 원소 M1 및 원소 M2는, Nb, Ta, Fe, Ti, Bi, Sb, As, P, Cr, B, Na, Mg, Al 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 원소 M1 및 원소 M2는 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다. 원소 M3 및 원소 M4는, V, Mo 및 W에서 선택되는 적어도 1종이다. 원소 M3 및 M4는, 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다.Accordingly, the niobium-titanium composite oxide is contained in the battery active material according to the first embodiment, the formula Ti 1 -a- c M1 a M3 c Nb 2 -bd M2 b M4 d O 7 (0≤a <1, 0 B < 1, 0 < c + d < 1). M1 and M3 in the formulas, means a substituted element with a portion of the element Ti in the composition formula TiNb 2 O 7. The M2 and M4 in the formula of the niobium-titanium composite oxide contained in the battery active material according to the first embodiment, refers to the substitution element with a portion of Nb element in the composition formula TiNb 2 O 7. The element M1 and the element M2 are at least one selected from the group consisting of Nb, Ta, Fe, Ti, Bi, Sb, As, P, Cr, B, The element M1 and the element M2 may be the same or different from each other. The element M3 and the element M4 are at least one selected from V, Mo and W. The elements M3 and M4 may be the same or different from each other.

제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질 재료에 포함되는 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 화합물 TiNb2O7에서의 Ti 원소를 원소 M1 또는 원소 M3으로 일부 치환하는 및/또는 Nb 원소를 원소 M2 또는 원소 M4로 일부 치환함으로써 더욱 전지 특성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 예를 들어, 치환 원소로서 V, Ta, Bi, Sb, As, P를 사용하는 경우, Nb 원소 및 Ti 원소의 일부를 치환할 수 있다. 이들 원소는 5가이기 때문에, Ti 원소의 일부와 치환됨으로써, 화합물 TiNb2O7의 전자 도전성을 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 용량 및 급속 충전 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대할 수 있다. Cr, Mo, W와 같은 6가의 원소는, Ti 원소 및 Nb 원소의 일부를 치환할 수 있다. 이에 의해, 화합물 TiNb2O7의 전자 도전성의 개선을 기대할 수 있다. 또한, B, Na, Mg, 또는 Si 등의 원소는 Ti 원소보다 경원소이므로, 이들 원소로 Ti의 일부를 치환함으로써, 용량을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다. Fe 및 Al과 같은 3가의 원소는, Ti 원소의 일부를 치환할 수 있다. 이에 의해, 화합물 TiNb2O7의 전자 도전성의 개선을 기대할 수 있다.The niobium titanium composite oxide included in the battery active material according to the first embodiment is obtained by partially replacing the Ti element in the compound TiNb 2 O 7 with the element M 1 or the element M 3 and / or partially replacing the Nb element with the element M 2 or the element M 4 It can be expected that the cell characteristics can be further improved by substitution. For example, when V, Ta, Bi, Sb, As, and P are used as the substitutional elements, some of the Nb element and the Ti element may be substituted. Since these elements are pentavalent, the electron conductivity of the compound TiNb 2 O 7 can be improved by substituting a part of the Ti element. Thus, it is expected that capacity and rapid charging performance can be further improved. The hexavalent elements such as Cr, Mo, and W may partially replace the Ti element and the Nb element. As a result, the improvement of the electron conductivity of the compound TiNb 2 O 7 can be expected. Further, since the element such as B, Na, Mg, or Si is a light element rather than the Ti element, it is expected that the capacity can be further improved by substituting a part of Ti with these elements. The trivalent element such as Fe and Al may substitute a part of the Ti element. As a result, the improvement of the electron conductivity of the compound TiNb 2 O 7 can be expected.

화합물 TiNb2O7에서 Nb 원소의 일부를 Ta로 치환해도 동등한 특성을 얻을 수 있다. 이것은, Ta는 Nb를 포함하는 광석인 컬럼바이트 중에 포함되는 재료이며, Nb와 Ta는, 마찬가지의 물리적, 화학적 및 전기적인 성질을 갖고 있는 것에 기인한다.Equivalent characteristics can be obtained by substituting a part of the Nb element with Ta in the compound TiNb 2 O 7 . This is because Ta is a material contained in a column byte which is an ore containing Nb, and Nb and Ta have similar physical, chemical and electrical properties.

복합 산화물의 제조 중, 원재료 또는 중간 생성물에 산소 결손이 발생하는 경우가 있다. 또한, 원재료 중에 포함되어 있던 불가피 불순물 및 제조 중에 혼입된 불순물 등이, 제조한 복합 산화물 중에 존재하기도 한다. 그 때문에, 상기 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 예를 들어 상기 불가피적 요인에 의해, 화학식 Ti1 -a-cM1aM3cNb2-b-dM2bM4dO7(0≤a<1, 0≤b<1, 0<c+d<1)로 표현되는 화학 양론비에서 벗어난 조성을 갖는 산화물을 포함하는 경우가 있다. 예를 들어, 산화물의 제조 중에 발생하는 산소 결손을 원인으로 해서, 화학식 Ti1 -a- cM1aM3cNb2 -b- dM2bM4dO7 (0≤a<1, 0≤b<1, 0<c+d<1, δ<0.3)로 표현되는 조성을 갖는 산화물이 제조되는 경우가 있다.During the production of the composite oxide, oxygen deficiency may occur in the raw material or the intermediate product. Incidentally, inevitable impurities contained in the raw materials and impurities incorporated during the production are also present in the produced composite oxides. Accordingly, the niobium-titanium composite oxide is, for example, the inevitable by a factor, the formula Ti 1 -ac M1 a M3 c Nb 2-bd M2 b M4 d O 7 (0≤a <1, 0≤b < 1, 0 < c + d < 1). For example, by oxygen deficiency occurring in the production of oxide by causing the formula Ti 1 -a- c M1 a M3 c Nb 2 -b- d M2 b M4 d O 7 -δ (0≤a <1, 0 An oxide having a composition expressed by? B <1, 0 <c + d <1,? <0.3) may be produced.

제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질이 포함하는 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 입자는, 1차 입자 및 1차 입자가 응집된 2차 입자 중 적어도 한쪽을 포함해도 된다. 1차 입자는, 예를 들어 탄소 함유층이 표면의 일부에 피복된 상태에서, 탄소와 복합화되어 있어도 된다. 2차 입자는, 탄소와 복합화되어 있는 1차 입자가 응집된 것이어도 된다. 또는, 2차 입자는, 1차 입자가 응집되어 이루어지는 2차 입자이며, 이 2차 입자의 표면의 일부에 탄소 함유층이 피복된 상태에서, 탄소와 복합화되어 있어도 된다.The particles of the monoclinic niobium titanium composite oxide included in the battery active material according to the first embodiment may include at least one of primary particles and secondary particles in which primary particles are aggregated. The primary particles may be complexed with carbon, for example, in a state in which a carbon-containing layer is coated on a part of the surface. The secondary particles may be aggregated primary particles that are complexed with carbon. Alternatively, the secondary particles may be secondary particles formed by agglomerating primary particles, and may be combined with carbon in a state where a part of the surface of the secondary particles is covered with a carbon-containing layer.

제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질은, 평균 1차 입자 직경이 0.01㎛ 내지 5㎛의 사이에 있는 것이 바람직하고, 0.1㎛ 내지 3㎛의 사이에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질은, 평균 2차 입자 직경이 1㎛ 내지 100㎛의 사이에 있는 것이 바람직하고, 5㎛ 내지 30㎛의 사이에 있는 것이 보다 바람직하다.The battery active material according to the first embodiment preferably has an average primary particle diameter of between 0.01 탆 and 5 탆, more preferably between 0.1 탆 and 3 탆. The battery active material according to the first embodiment preferably has an average secondary particle diameter of between 1 탆 and 100 탆, more preferably between 5 탆 and 30 탆.

제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질은, 예를 들어 이하에 설명하는 액상 합성법을 이용한 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.The battery active material according to the first embodiment can be produced, for example, by a production method using the liquid phase synthesis method described below.

액상 합성법에서는, Nb 원소와 Ti 원소가 원자 레벨로 혼합된 상태에서 반응이 진행되기 때문에, 짧은 소성 시간으로 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물을 얻는 것이 가능하다. 또한, 이 예의 제조 방법에서는, 소성 시, 600℃ 내지 900℃ 이하의 온도에서, 승온 속도를 20℃/분 이상으로 해서 급속 가열을 한다. 이러한 제조 방법에서는, 결정의 이방 성장 및 입자 성장을 억제할 수 있고, 결정자 크기가 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있고, 또한 1차 입자의 애스펙트비가 1 이상 4 미만의 범위 내에 있는, 작은 활물질을 얻을 수 있다. 이 제조 방법은, 구체적으로는 이하와 같다. 또한, 이하의 제조 방법의 예의 설명에서는, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 첨가 원소라 칭한다.In the liquid phase synthesis method, since the reaction proceeds in a state where the Nb element and the Ti element are mixed at the atomic level, it is possible to obtain a monoclinic niobium titanium composite oxide with a short firing time. Further, in the production method of this example, rapid heating is carried out at a temperature of 600 ° C to 900 ° C or less and at a heating rate of 20 ° C / minute or more upon firing. In such a manufacturing method, a small active material which can suppress anisotropy and particle growth of crystals and whose crystallite size is in the range of 5 nm or more and 90 nm or less and whose aspect ratio of primary particles is in the range of 1 to less than 4 . This production method is specifically as follows. In addition, in the following explanation of the manufacturing method, at least one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W is referred to as an additive element.

먼저, Ti 화합물을 용해시킨 산성 용액(A)과, Nb 화합물을 용해시킨 산성 용액(B)과, 첨가 원소를 포함하는 산성 용액(C)을 혼합해서 혼합 용액을 제조한다. 각 산성 용액의 출발 원료는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 수산화물, 황화물, 산화물, 염, 알콕시드, 유기물을 각각 순수, 에탄올, 산 등의 적합한 용매에 용해시킨 용액을 사용할 수 있다. 또한, 혼합 용액 중의 각 원소의 몰비는, 투입시의 몰비이며, 제조 후의 활물질에 있어서의 각 원소의 조성비와는 상이한 경우가 있다.First, a mixed solution is prepared by mixing an acidic solution (A) in which a Ti compound is dissolved, an acidic solution (B) in which an Nb compound is dissolved, and an acidic solution (C) containing an additive element. The starting material of each acidic solution is not particularly limited. For example, a solution obtained by dissolving a hydroxide, a sulfide, an oxide, a salt, an alkoxide or an organic substance in a suitable solvent such as pure water, ethanol or acid may be used. The molar ratio of each element in the mixed solution is a molar ratio at the time of charging, and may be different from the composition ratio of each element in the active material after production.

이어서, 상기와 같이 해서 제조한 혼합 용액에, pH 조정제로서의 알칼리 용액을 혼합함으로써, 공침 석출물을 석출시킨다. pH 조정제는, 알칼리 용액이 바람직하고, pH8 이상, 보다 바람직하게는 pH12 이상인 것이 바람직하다. pH가 큰 용액이, 적은 액량으로 공침 석출물을 석출시키는 것이 가능하기 때문에, 바람직하다. pH 조정제는, 예를 들어 암모니아수를 사용할 수 있다. 혼합하는 방법으로서는, 혼합 용액에 pH 조정제를 적하해 나가는 방법이어도 되고, 반대로 pH 조정제에 혼합 용액을 적하하는 방법이어도 된다. 액을 적하하는 방법, 스피드, 타이밍, 용액의 온도 등을 조절함으로써, 석출물의 응집도와 입자 형상을 제어할 수 있다. 보다 바람직하게는, 용액 온도를 실온 이하로 하고, 혼합 용액 중에 서서히 pH 조정제를 소량씩 첨가해 나가는 것이, 과도한 응집을 억제할 수 있다는 관점에서 바람직하다. pH 조정제를 첨가함으로써, Ti 및 Nb를 포함하는 혼합액의 pH를 알칼리측으로 조정한다. pH 조정은 공침 석출물의 석출 상황을 감시하면서 조정하면 되는데, 기준으로서는 pH를 1 내지 10의 범위로 하고, 바람직하게는 pH를 6 내지 9의 범위로 한다. 이에 의해 Ti, Nb 및 첨가 원소를 포함하는 공침 석출물을 석출시킬 수 있다.Subsequently, the coprecipitate precipitates are precipitated by mixing the alkali solution as the pH adjusting agent into the mixed solution prepared as described above. The pH adjuster is preferably an alkali solution, preferably pH 8 or more, and more preferably pH 12 or more. it is preferable because a solution having a large pH can deposit coprecipitate precipitates with a small liquid amount. As the pH adjusting agent, for example, ammonia water may be used. As a mixing method, a method of dropping a pH adjusting agent into the mixed solution, or a method of dropping a mixed solution in the pH adjusting agent may be used. By controlling the method of dropping the liquid, the speed, the timing, and the temperature of the solution, the degree of aggregation of the precipitates and the shape of the particles can be controlled. It is more preferable that the solution temperature is lower than the room temperature and that the pH adjusting agent is gradually added to the mixed solution gradually in order to suppress excessive aggregation. The pH of the mixed solution containing Ti and Nb is adjusted to the alkali side by adding a pH adjusting agent. The pH can be adjusted while monitoring the precipitation condition of the coprecipitated precipitate. The pH is set in the range of 1 to 10, preferably 6 to 9, as a standard. Thus, coprecipitated precipitates containing Ti, Nb and the additive elements can be precipitated.

또한, pH를 조정하는 공정의 전후에, 오토클레이브 용기에 의한 밀폐 가열 처리를 실시함으로써, 보다 미세한 입자를 얻을 수 있다. 오토클레이브 용기에 의한 가열 처리 온도는 160℃ 이상 200℃ 이하로 하고, 소성 시간은 5시간 이상인 것이 바람직하다.In addition, finer particles can be obtained by conducting a closed heat treatment with an autoclave vessel before and after the step of adjusting the pH. The heat treatment temperature in the autoclave vessel is preferably 160 ° C or more and 200 ° C or less, and the sintering time is preferably 5 hours or more.

이어서, 석출시킨 공침 석출물의 세정을 행한다. 세정하기 위한 용액으로서는, 예를 들어 순수를 사용하는 것이 바람직하다. 세정의 기준으로서, 세정 후의 폐액의 pH가 6 내지 8의 범위, 보다 바람직하게는 중성에 가까워질 때까지 충분히 행한다. 세정을 충분히 행한 후, 여과 및 건조를 행함으로써, 전구체 분말을 얻을 수 있다.Subsequently, the precipitated coprecipitate precipitate is washed. As the solution for cleaning, for example, pure water is preferably used. As a criterion for washing, the washing is sufficiently carried out until the pH of the waste solution is in the range of 6 to 8, more preferably close to neutrality. After sufficiently washing, filtration and drying are performed to obtain a precursor powder.

이와 같이 하여 얻어진 전구체는, Nb와 Ti와 첨가 원소가 균질하게 혼합된 석출물이며, 보다 바람직하게는 아몰퍼스의 복합 수산화물이다. 이렇게 Ti와 Nb와 첨가 원소가 균질하게 혼합된 아몰퍼스 형상의 전구체 분말로 함으로써, 소성 시의 반응성을 높일 수 있다. 그에 의해, 이러한 아몰퍼스 형상의 전구체 분말을 소성에 제공함으로써, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물을, 고상 반응법 등보다도, 보다 저온, 보다 단시간에의 소성으로 얻을 수 있다. 즉, 이 예의 방법에서는, 소성 공정에서의 온도 및 시간을 억제할 수 있다.The precursor thus obtained is a precipitate in which Nb and Ti and the additional elements are homogeneously mixed, and more preferably a complex hydroxide of amorphous. By making the amorphous precursor powder in which Ti and Nb and the additional elements are homogeneously mixed, the reactivity at the time of firing can be increased. Thereby, by providing such amorphous precursor powder to the calcination, the monoclinic niobium titanium composite oxide can be obtained by baking at a lower temperature and in a shorter time than the solid phase reaction method and the like. That is, in the method of this example, the temperature and time in the firing step can be suppressed.

여과 및 건조 후의 전구체 분말은 응집되어 있는 경우가 있을 수 있다. 또한, 원료의 종류의 영향에 의해 1차 입자의 입자 사이즈가 고르지 못한 경우가 있다. 그 경우에는, 볼 밀이나 비즈 밀 등의 기계적 분쇄법에 의해 분쇄시키는 것이 바람직하다.Precursor powder after filtration and drying may be aggregated. In addition, the particle size of the primary particles may be uneven due to the influence of the kind of the raw material. In this case, it is preferable to pulverize by a mechanical milling method such as a ball mill or a bead mill.

이어서, 얻어진 전구체 분말에 대해서 소성을 실시한다. 소성은, 600℃ 내지 900℃의 범위 내의 온도에서 행한다. 보다 바람직하게는, 700 내지 800℃의 범위 내에서 행한다. 소성시간은 1분 내지 1시간으로 한다. 보다 바람직하게는, 소성 시간은 30분 내지 1시간으로 한다. 이러한 조건에서 소성함으로써, 결정성이 높은 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물로 이루어지는 상을 형성시킬 수 있다.Then, the obtained precursor powder is calcined. The firing is carried out at a temperature in the range of 600 캜 to 900 캜. More preferably, the temperature is in the range of 700 to 800 ° C. The firing time is 1 minute to 1 hour. More preferably, the baking time is 30 minutes to 1 hour. By firing under these conditions, it is possible to form an image composed of a single crystalline niobium titanium composite oxide having high crystallinity.

또한, 이 소성에서의 승온 속도를 20℃/분 이상으로 한다. 이렇게 승온 속도를 빠르게 함으로써, 고온에서의 유지 시간이 보다 단시간으로 되므로, 결정의 이방 성장을 억제할 수 있고, 1차 입자의 애스펙트비가 작은 입자를 얻는 것이 가능하다.Further, the rate of temperature rise in this firing is set to 20 DEG C / min or more. By increasing the temperature raising rate in this manner, the holding time at high temperature becomes shorter, so that anisotropic growth of crystals can be suppressed, and it is possible to obtain particles having a smaller aspect ratio of primary particles.

또한, 입자 성장이나 입자간의 네킹을 억제하면서 결정성을 향상시킨다는 관점에서, 600℃ 내지 700℃의 범위 내의 온도이면서 또한 제1 소성보다도 낮은 온도에서, 1분 내지 1시간의 어닐 공정을 상기 소성의 전후에 부가할 수 있다. 이 어닐 공정에서도, 승온 속도를 20℃/분 이상으로 한다.From the viewpoint of improving the crystallinity while suppressing grain growth and intergranular necking, the annealing step for 1 minute to 1 hour at a temperature in the range of 600 占 폚 to 700 占 폚 and at a temperature lower than the first baking is carried out It can be added before or after. In this annealing step, the temperature raising rate is 20 ° C / min or more.

소성의 분위기는, 대기 중, 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 가스 분위기 중, 또는 진공 분위기 중 어느 것이어도 상관없지만, 산화물을 얻기 위해서는 산화성 분위기가 바람직하고, 구체적으로는 대기 분위기가 좋다. 또한, 산소 농도를 고의로 높인 대기 분위기 중에서 소성해도 된다.The firing atmosphere may be any of inert gas atmosphere such as air, nitrogen, argon, helium, or vacuum atmosphere, but an oxidizing atmosphere is preferable for obtaining an oxide, and more specifically, an atmosphere is preferable. Alternatively, the oxygen concentration may be sintered in an atmosphere of which the concentration is intentionally increased.

소성 후의 분말은, 입자가 네킹하고 있거나, 과도하게 입자가 성장하거나 하고 있을 수 있다. 따라서, 볼 밀이나 비즈 밀 등의 기계적 분쇄법에 의해 분쇄하면, 더욱 미립자를 형성시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 단, 기계 분쇄를 실시하면, 활물질의 결정성이 손상될 가능성이 있다. 이 경우에는, 다시 600℃ 내지 800℃의 범위 내의 온도에서, 1분 내지 1시간의 어닐 공정을 이 분쇄 공정 후에 부가함으로써 개선할 수 있기 때문에 바람직하다. 이 어닐 공정에서도, 승온 속도를 20℃/min 이상으로 함으로써 결정의 이방 성장을 억제시킬 수 있다.The powder after firing may be either necking the particles or excessively growing the particles. Therefore, pulverization by a mechanical milling method such as a ball mill or a bead mill is preferable because fine particles can be formed further. However, if mechanical pulverization is carried out, the crystallinity of the active material may be damaged. In this case, it is preferable to perform annealing for 1 minute to 1 hour at a temperature within the range of 600 占 폚 to 800 占 폚, which can be improved by adding this milling step. In this annealing step, the anisotropic growth of the crystal can be suppressed by raising the heating rate to 20 DEG C / min or more.

또한, 소성 후의 분말에 대하여 탄소를 더욱 복합화시킬 수도 있다. 탄소와의 복합 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 탄소원으로서는 예를 들어 당류, 폴리올레핀류, 니트릴류, 알코올류, 기타 벤젠환을 포함하는 유기 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 유성 볼 밀 등의 기계적 방법에 의해, 소성 후의 분말에 카본 블랙이나 그래파이트 등을 담지시키는 것도 가능하다. 복합화는, 예를 들어 소성 후의 분말과 탄소원과 혼합한 후, 환원 분위기 하에서 소성함으로써 행할 수 있다. 이 소성은, 900℃ 이하의 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 소성 온도가 900℃ 초과인 경우, Nb 원소의 환원 반응이 진행되어 이상이 석출될 우려가 있다. 환원 분위기로서는, 질소, 이산화탄소, 아르곤 등의 분위기가 좋다.Further, carbon may be further complexed to the fired powder. The method of combining with carbon is not particularly limited. Examples of the carbon source include saccharides, polyolefins, nitriles, alcohols, and organic compounds including benzene rings. It is also possible to carry carbon black, graphite or the like on the fired powder by a mechanical method such as a planetary ball mill. The compounding can be performed, for example, by mixing the calcined powder with a carbon source and then firing in a reducing atmosphere. The firing is preferably carried out at a temperature of 900 DEG C or lower. If the sintering temperature is higher than 900 DEG C, the reduction reaction of the Nb element proceeds and there is a risk of abnormal precipitation. As the reducing atmosphere, an atmosphere such as nitrogen, carbon dioxide, or argon is preferable.

또한, 소성 후의 입자 사이즈가 1㎛ 이하인 경우에는, 스프레이 드라이 등의 방법에 의해 조립하면, 전극 제작 공정에서의 슬러리의 분산성이 향상되고, 도액성이 안정되기 때문에 바람직하다.When the particle size after firing is 1 占 퐉 or less, it is preferable to assemble by a method such as spray drying because the dispersibility of the slurry in the electrode manufacturing step is improved and the liquidity is stabilized.

이어서, 전지용 활물질 중에 포함되는 원소의 조성비의 결정 방법, 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비의 산출 방법, 및 결정자 크기의 산출 방법을 설명한다.Next, a method of determining the composition ratio of the elements contained in the battery active material, a method of calculating the aspect ratio of the primary particles of the active material particles, and a method of calculating the crystallite size will be described.

활물질 분말은, 일반적으로 알려져 있는 전처리 방법에 의해 조정한 후, 각 측정에 제공하는 것이 가능하다.The active material powder can be prepared for each measurement after adjustment by a generally known pretreatment method.

한편, 전지에 내장되어 있는 전지용 활물질에 대해서 측정을 행하는 경우에는, 이하와 같이 하여, 전지로부터 전지용 활물질을 취출한다.On the other hand, when the measurement is performed on the battery active material contained in the battery, the battery active material is taken out from the battery as follows.

먼저, 전지용 활물질 재료에 포함되는 활물질 입자의 결정 상태를 파악하기 위해서, 니오븀 티타늄 복합 산화물로부터 리튬 이온이 완전히 탈리된 상태로 한다. 예를 들어, 부극에 포함되는 활물질 입자에 대해서 측정을 행하는 경우, 전지를 완전히 방전 상태로 한다. 단, 방전 상태에서도 잔류한 리튬 이온이 약간 존재하는 경우가 있다.First, lithium ions are completely desorbed from the niobium titanium composite oxide in order to grasp the crystal state of the active material particles contained in the active material for a battery. For example, when the measurement is performed on the active material particles contained in the negative electrode, the battery is completely discharged. However, there is a case where lithium ions are remained in a small amount even in the discharge state.

이어서, 아르곤을 충전한 글로브 박스 중에서 전지를 분해하여, 측정 대상의 활물질을 포함한 전극을 취출한다. 계속해서, 취출한 전극을, 적절한 용매로 세정한다. 여기서 사용하는 용매는, 당해 전지가 비수전해질 전지라면, 비수전해질의 비수 용매, 예를 들어 에틸메틸카르보네이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.Subsequently, the battery is decomposed in a glove box filled with argon, and an electrode containing the active material to be measured is taken out. Subsequently, the taken out electrode is washed with an appropriate solvent. When the battery is a nonaqueous electrolyte battery, it is preferable to use a nonaqueous solvent of a nonaqueous electrolyte, for example, ethylmethyl carbonate or the like.

이어서, 세정한 부극으로부터, 측정 대상의 활물질이 포함되는 층(예를 들어, 후술하는 부극층)을 박리한다. 예를 들어, 용매 중에서 전극 기판에 초음파를 조사함으로써 활물질을 포함하는 층을 박리할 수 있다.Then, a layer (for example, a negative electrode layer to be described later) containing the active material to be measured is peeled off from the washed negative electrode. For example, a layer containing an active material can be peeled off by irradiating an ultrasonic wave to an electrode substrate in a solvent.

이어서, 활물질을 포함하는 층을 대기 중에서 단시간 가열한다. 이 가열은, 예를 들어 500℃에서 1시간에 걸쳐 행한다. 이 가열에 의해, 결착제 및 도전제 등의 다른 성분이 제거된다. 한편, 활물질을 구성하는 원소의 몰비는, 가열 후에도 변화하지 않는다. 가열 후의 잔사를 산에 용해하여, 측정 시료를 제조한다. 이 측정 시료를 각 조성 분석에 제공한다. 또한, SEM 측정에서는, 산에 용해하지 않고, 분말인 채로 관찰을 행한다.Subsequently, the layer containing the active material is heated in the air for a short time. This heating is carried out, for example, at 500 DEG C over 1 hour. By this heating, other components such as a binder and a conductive agent are removed. On the other hand, the molar ratio of the elements constituting the active material does not change even after heating. The residue after heating is dissolved in an acid to prepare a measurement sample. This measurement sample is provided for each composition analysis. Further, in the SEM measurement, observation is carried out without being dissolved in an acid, while remaining in powder.

<조성비의 결정 방법><Method of Determining Composition Ratio>

전지용 활물질의 조성 및 활물질에 포함되는 원소의 함유량은, 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 발광 분광법 및 불활성 가스 융해-적외선 흡수법에 의해 동정할 수 있다.The composition of the battery active material and the content of the elements contained in the active material can be identified by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy and inert gas fusion-infrared absorption.

구체적으로는, 먼저, 측정 대상의 활물질을 알칼리 용해 또는 산 분해에 의해 용해시켜서, 측정 시료를 제조한다. 전지에 포함되어 있던 활물질에 대해서 분석하는 경우, 상기와 같이 활물질을 포함하는 상을 가열해서 남은 잔사를 산에 용해함으로써, 측정 시료를 제조한다. 제조 시, 측정 시료 중의 활물질의 용해량(농도)을 파악해 둔다.Concretely, first, the active material to be measured is dissolved by alkali dissolution or acid decomposition to prepare a measurement sample. In the case of analyzing the active material contained in the battery, the phase containing the active material is heated as described above, and the remaining residue is dissolved in the acid to prepare a measurement sample. In manufacturing, the amount (concentration) of the active material in the sample to be measured is determined.

이상과 같이 해서 제조한 측정 시료에 대하여 ICP 발광 분광법에 의한 분석을 행하여, 측정 시료 중의 단위 중량당 각 금속 원소의 농도를 측정한다. 이 측정 결과로부터, 활물질에 포함되는 금속 원소의 조성비를 산출할 수 있다.The measurement sample thus prepared is analyzed by ICP emission spectroscopy to determine the concentration of each metal element per unit weight in the measurement sample. From this measurement result, the composition ratio of the metal element contained in the active material can be calculated.

또한, 활물질에 함유되는 O 원소의 함유량은, 불활성 가스 융해-적외선 흡수법에 의해, 활물질의 단위 중량당 농도를 산출할 수 있다.Further, the content of the O element contained in the active material can be calculated by the inert gas melting-infrared absorption method, and the concentration per unit weight of the active material can be calculated.

상기의 방법에 의해 얻어진 결과로부터, 활물질에 대해서, 단위 중량당 Ti 원소, Nb 원소, Mo, W 또는 V 중 적어도 1종의 원소, 기타 치환 원소 및 O 원소의 물질량을 산출할 수 있다. 그리고, 이들 물질량으로부터, 활물질에 있어서의 각 원소에 대해서 조성비(몰비)를 산출하는 것이 가능하다.From the results obtained by the above method, it is possible to calculate the amount of the at least one element of the Ti element, the Nb element, the Mo element, the W element or the V element, the substitution element and the O element per unit weight with respect to the active material. From these amounts of materials, it is possible to calculate the composition ratio (molar ratio) with respect to each element in the active material.

니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, W 및 V로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 함유량은, 상기의 방법에 의해 산출된, 활물질에 관한 단위 중량당 Mo, W 또는 V 중 적어도 1종의 원소의 물질량을, Ti 원소, Nb 원소, Mo, W 또는 V 중 적어도 1종의 원소, 기타 치환 원소 및 O 원소의 합계 물질량으로 감함으로써, 몰비의 비율(단위: atm%)로서 산출할 수 있다.The content of at least one element selected from the group consisting of Mo, W and V in the niobium titanium composite oxide is preferably at least one element selected from the group consisting of Mo, W, or V of the element per unit weight of the active material (Unit: atm%) of the molar ratio by subtracting the amount of the substance of Ti, Nb, Mo, W, or V from the total amount of the elements of O,

또한, 측정 대상의 활물질이 니오븀 티타늄 복합 산화물의 상과 그 외의 상과의 혼상을 포함하는 경우, 상기 몰비의 비율을 엄밀하게 측정할 수 없다는 문제가 있다. 활물질이 복수의 상을 포함하는 경우에는, 예를 들어 이하와 같이 하여, 니오븀 티타늄 복합 산화물의 상의 조성비를 결정할 수 있다.Further, when the active material to be measured contains a phase-in-phase of the niobium-titanium composite oxide and other phases, there is a problem that the ratio of the above-mentioned molar ratio can not be strictly measured. When the active material includes a plurality of phases, the composition ratio of the phase of the niobium titanium composite oxide can be determined, for example, as follows.

먼저, 활물질을, 광각 X선 산란 측정에 제공한다. 광각 X선 산란 측정에 대해서는 후술한다. 여기에서 행하는 광각 X선 산란 측정은, 리트벨트 해석을 행할 수 있는 결과가 얻어지는 조건에서 행한다. 이러한 광각 X선 산란 측정에 의해 얻어진 결과를, 리트벨트 해석에 제공한다. 이 결과로부터, 활물질에 포함되어 있는 각 상의 조성비를 분리한다.First, the active material is provided for wide-angle X-ray scattering measurement. Wide angle X-ray scattering measurement will be described later. The wide-angle X-ray scattering measurement performed here is performed under the condition that a result that can perform the Rietveld analysis can be obtained. The results obtained by this wide angle X-ray scattering measurement are provided for Rietveld analysis. From this result, the composition ratio of each phase contained in the active material is separated.

한편, 활물질을 EDX 분석 등의 분석에 제공하여, 니오븀 티타늄 복합 산화물 이외의 상에 포함되는 Ti 원소, Nb 원소, Mo, W 또는 V 중 적어도 1종의 원소, 기타 치환 원소 및 O 원소의 각 구성 원소를 정량한다. 이에 의해, 니오븀 티타늄 복합 산화물 이외의 상에 관한, 단위 중량당 각 구성 원소의 물질량을 산출할 수 있다.On the other hand, when the active material is subjected to analysis such as EDX analysis, the composition of at least one of Ti element, Nb element, Mo, W, or V contained in the phase other than the niobium titanium composite oxide, Determine the element. Thereby, the amount of each constituent element per unit weight of the phase other than the niobium titanium composite oxide can be calculated.

먼저 정량한 단위 중량의 활물질에 포함되는 각 원소의 물질량으로부터, 니오븀 티타늄 복합 산화물 이외의 상에 관한, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 물질량을 제함으로써, 활물질에 포함되는 니오븀 티타늄 복합 산화물에 대해서, 단위 중량당 각 구성 원소의 물질량을 산출할 수 있다. 그리고, 이 결과로부터, 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, W 또는 V 중 적어도 1종의 원소의 함유량을 결정할 수 있다.First, by measuring the amount of each constituent element contained per unit weight, with respect to the phase other than the niobium titanium composite oxide, from the amount of each element contained in the active material having the unit weight determined as described above, the amount of the niobium titanium composite oxide contained in the active material , The amount of each constituent element per unit weight can be calculated. From this result, the content of at least one element of Mo, W or V in the niobium-titanium composite oxide can be determined.

<활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비의 산출 방법>&Lt; Calculation method of aspect ratio of primary particles of active material particles >

활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비는, 이하의 순서대로 측정한다. 우선, 1차 입자의 가장 입자 직경이 짧은 방향, 즉 단축의 입자 직경을 A로 하고, 가장 입자 직경이 긴 방향, 즉 장축의 입자 직경을 B로 해서, 입자 직경 B의 입자 직경 A에 대한 비 B/A로서 정의한다. 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질이 포함하는 활물질 입자는, 1차 입자의 애스펙트비가 1 이상 4 미만이고, 애스펙트비가 4 이상인 입자를 많이 포함하지 않는 것이 바람직하다.The aspect ratio of the primary particles of the active material particles is measured in the following order. First, the ratio of the particle diameter A to the particle diameter A in the direction in which the largest particle diameter of the primary particles is short, that is, the particle diameter of the short axis is A and the particle diameter of the long axis is B, B / A. It is preferable that the active material particles contained in the battery active material according to the first embodiment do not contain a large number of particles having an aspect ratio of 1 or more and less than 4 and an aspect ratio of 4 or more.

1차 입자의 애스펙트비는, SEM상으로부터, 거기에 포함되는 가장 애스펙트비가 높은 1차 입자를 1개 선택한다. 응집되어 있거나, 네킹에 의해 접합된 입자 복수의 입자는, 각각 독립된 1차 입자라 간주하는 것으로 한다. 이어서, 가장 입자 직경이 짧은 방향에 있어서의 입자 직경을 A로 하고, 가장 입자 직경이 긴 방향에 있어서의 입자 직경을 B로 해서, 비 B/A를 산출함으로써 정의하기로 한다. 마찬가지의 조작을 무작위로 선출한 30매의 화상으로부터 산출하여, 그 평균값을, 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비라 정의한다. SEM의 측정 조건은, 예를 들어 실시예에서 설명하는 조건이다.The aspect ratio of the primary particles is selected from SEM images by one primary particle having the highest aspect ratio contained therein. The particles of aggregated particles joined by necking are regarded as independent primary particles. Next, it is defined by calculating the ratio B / A by setting the particle diameter in the direction in which the particle diameter is the shortest to be A and the particle diameter in the direction where the particle diameter is the longest to be the largest. The same operation is calculated from 30 randomly selected images, and the average value is defined as the aspect ratio of the primary particles of the active material particles. The measurement conditions of the SEM are, for example, conditions described in the examples.

<활물질 입자의 결정자 크기의 산출 방법>&Lt; Calculation method of crystallite size of active material particles >

활물질 입자의 결정자 크기는, 활물질 입자에 관한 광각 X선 회절법으로 얻어지는 X선 회절 패턴으로부터 피크의 반값폭을 구하고, 이하에 나타내는 쉐러의 식을 사용해서 결정자 직경(결정자 크기)을 산출할 수 있다.The crystallite size of the active material particle can be determined by determining the half width of the peak from the X-ray diffraction pattern obtained by the wide-angle X-ray diffraction method on the active material particle and using the Scherr's formula shown below .

피크의 반값폭은, 스펙트럼을 피팅시킴으로써 얻어지는 값을 사용한다. 스펙트럼의 피팅은, 이하와 같이 행한다. 먼저, 백그라운드의 제거, Kα1 피크와 Kα2 피크와의 분리 및 스무싱에 의한 전처리를 실시한다. 이어서, 전처리 후의 스펙트럼에 대해서, 2차 미분법에 의한 피크 서치를 실시한다. 이어서, 피크 서치에 의해 선출한 피크로 형성되는 피크 프로파일을 전처리 후의 스펙트럼에서 차감함으로써, 백그라운드 프로파일을 얻는다. 이와 같이 하여 얻어진 백그라운드 프로파일을 다항식에 의해 피팅시킨다. 피크 서치에 의해 선출한 피크로 형성되는 피크 프로파일과 백그라운드의 정보를 사용하여, 전처리 후의 스펙트럼에서 최소 제곱법에 의한 프로파일 피팅을 실시함으로써, 피크 정보와 백그라운드의 정보의 각 변수를 최적화시킨다. 또한, 피크의 피팅 함수는 분할형 의사 Voigt 함수를 사용한다. 이 방법은, 예를 들어 해석 소프트웨어웨어 「Rigaku PDXL2 ver.2.1」를 사용해서 자동 프로파일 처리를 실시함으로써, 일련의 조작을 자동으로 실시할 수 있다. 상기 방법에 의해, 각 피크의 반값폭을 구할 수 있다.The half width of the peak uses a value obtained by fitting the spectrum. The fitting of the spectrum is performed as follows. First, removal of the background, separation of K alpha 1 peak and K alpha 2 peak, and pretreatment by smoothing are performed. Subsequently, a peak search by a second order differentiation method is performed on the spectrum after the pre-treatment. Subsequently, the peak profile formed by the peak selected by the peak search is subtracted from the spectrum after the preprocess, thereby obtaining the background profile. The background profile thus obtained is fitted by a polynomial. By using the peak profile formed by the peak selected by the peak search and the information of the background, the profile fitting by the least squares method is performed in the spectrum after the preprocessing to optimize the respective parameters of the peak information and the background information. Also, the fitting function of the peak uses a partitioned pseudo Voigt function. This method can automatically perform a series of operations, for example, by performing automatic profile processing using analysis software "Rigaku PDXL2 ver.2.1". By this method, the half width of each peak can be obtained.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112016022662313-pat00001
Figure 112016022662313-pat00001

여기서, K: 쉐러 상수, λ: Cu-Kα선의 파장(=0.15406nm), βe: 회절 피크의 반값폭, βo: 반값폭의 보정 폭이다.Here, K is the Scherrer constant,? Is the wavelength of the Cu-K? Line (= 0.15406 nm),? E is the half width of the diffraction peak, and? O is the correction width of the half width.

산출에 사용하는 회절 피크는, 공간군 C2/m에 속하는 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물 TiNb2O7의 결정 구조의 (110)면에 대응하는, 2θ=23.9317°±0.2°의 범위로 얻어지는 피크라 하기로 한다. 쉐러 상수는, K=0.94로 한다. 또한, 상기 조건에서의 반값폭의 보정값은 Y=0으로 한다. 그러나, 측정계가 상이한 경우에는 반값폭이 상이한 것을 생각할 수 있다. 이 경우에는, 표준 시료를 사용해서 이 보정값을 산출함으로써, 정확한 값을 구할 수 있다.Diffraction peaks used for calculation, the space group C2 / m, which corresponds to 110 single yarn shaping niobium-titanium composite oxide TiNb 2 O 7 crystal structure surfaces belonging to, 2θ = 23.9317 ° ± 0.2 ° peak la obtained in the range of . The Scherrer constant is K = 0.94. The half value width correction value under the above condition is set to Y = 0. However, when the measurement system is different, it can be considered that the half width is different. In this case, an accurate value can be obtained by calculating the correction value using a standard sample.

이어서, 활물질 입자의 결정자 크기를 결정하기 위해서 행하는, 전지용 활물질에 관한 광각 X선 회절 측정을 설명한다.Next, a wide-angle X-ray diffraction measurement relating to a battery active material, which is performed to determine the crystallite size of the active material particles, will be described.

먼저, 측정에 제공하는 시료에 포함되는 활물질 입자를, 응집이 충분히 풀어질 때까지 분쇄한다. 기준으로서는, 평균 입자 직경이 20㎛ 이하가 되는 것이 바람직하다. 평균 입자 직경은 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의해 구할 수 있다.First, the active material particles contained in the sample provided for the measurement are crushed until aggregation is sufficiently released. As a standard, it is preferable that the average particle diameter be 20 mu m or less. The average particle diameter can be obtained by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus.

이어서, 분쇄한 시료를, 홀더 부분을 갖는 유리 시료판의 홀더 부분에 충전한다. 시료대로서는, 예를 들어 깊이 0.2mm의 홀더 부분을 갖는 유리 시료판을 사용할 수 있다. 홀더 부분에 시료를 충전한 후, 이 시료를 유리판을 사용해서 충분히 가압하고, 그 표면을 평활화한다. 이와 같이 하여 시료가 충전된 유리 시료판을, 분말 X선 회절에 설치하고, Cu-Kα선을 사용해서 X선 회절법에 의한 측정을 행한다.Then, the crushed sample is filled in the holder portion of the glass sample plate having the holder portion. As a sample, for example, a glass sample plate having a holder portion with a depth of 0.2 mm can be used. After the sample is filled in the holder portion, the sample is sufficiently pressurized using a glass plate, and the surface is smoothed. The glass sample plate thus filled with the sample is placed in powder X-ray diffraction, and measurement is carried out by the X-ray diffraction method using a Cu-K? Line.

측정 장치, 측정 조건으로서는, 예를 들어 이하의 형태로 실시한다.The measuring apparatus and measuring conditions are, for example, carried out in the following manner.

X선 회절 장치: 가부시끼가이샤 리가크사 제조 SmartLabX-ray Diffraction Apparatus: SmartLab manufactured by Rigaku Kabushiki Kaisha

X선원: CuKα선X-ray source: CuK alpha ray

출력: 40kV, 200mAOutput: 40kV, 200mA

패키지 측정 명칭: 범용 측정(집중법)Package measurement name: Universal measurement (concentration method)

입사 병행 슬릿 개구각: 5°In-line parallel slit opening angle: 5 °

입사 길이 방향 제한 슬릿 길이: 10mmLength restriction of incidence Length of slit: 10 mm

수광 PSA: 없음Light receiving PSA: None

수광 병행 슬릿 개구각: 5°Light receiving side slit opening angle: 5 °

단색화법: Kβ 필터법Monochromator: K? Filter method

측정 모드: 연속Measurement mode: Continuous

입사 슬릿 폭: 0.5°Incidence slit width: 0.5 °

수광 슬릿 폭: 20mmReceiving slit width: 20mm

측정 범위(2θ): 5 내지 70°Measurement range (2?): 5 to 70 °

샘플링 폭(2θ): 0.01°Sampling width (2?): 0.01 °

스캔 속도: 20°/분Scan speed: 20 ° / min

측정 대상인 활물질이 비수전해질 전지의 전극 재료에 포함되어 있는 경우에는, 우선, 앞서 설명한 수순에 의해, 비수전해질 전지로부터 전극을 취출하고, 취출해서 세정한 전극을, 분말 X선 회절 장치의 홀더의 면적과 거의 동일한 면적으로 절단하여, 측정 시료로 한다.When the active material to be measured is contained in the electrode material of the non-aqueous electrolyte cell, first, the electrode is taken out from the non-aqueous electrolyte cell by the above-described procedure, and the electrode thus taken out is cleaned by the area of the holder of the powder X- And cut into a measurement sample.

얻어진 측정 시료를, 유리 홀더에 직접 부착해서 측정을 행한다. 이때, 집전체 박, 도전 보조제, 바인더와 같은 합제의 피크를, XRD를 사용해서 미리 측정하고, 이것들에서 유래하는 피크 위치를 파악해 둔다. 활물질 입자와 겹치는 피크가 있는 경우에는, 그것들의 활물질 입자 이외의 피크를 분리할 필요가 있다. 기판의 피크와 활물질의 피크가 겹치는 경우, 기판으로부터 활물질이 포함되는 층(예를 들어, 후술하는 전극층)을 박리해서 측정에 제공하는 것이 바람직하다. 이것은, 피크 강도를 정량적으로 측정할 때, 겹친 피크를 분리하기 때문이다.Measurements are made by attaching the obtained measurement sample directly to the glass holder. At this time, the peaks of the mixture such as the current collector foil, the conductive auxiliary agent and the binder are measured in advance using XRD, and the peak positions derived therefrom are grasped. When there are peaks overlapping with the active material particles, it is necessary to separate peaks other than the active material particles. When the peak of the substrate overlaps with the peak of the active material, it is preferable that the layer containing the active material (for example, an electrode layer described later) is peeled off from the substrate and provided for measurement. This is because, when the peak intensity is measured quantitatively, the overlapped peaks are separated.

이상과 같이 하여, 전지에 포함되어 있는 활물질의 광각 X선 회절 측정을 행할 수 있다. 리트벨트용 데이터를 수집하기 위해서는, 스텝 폭이 회절 피크의 최소 반값폭의 1/3 내지 1/5가 되도록 하고, 최강도 반사의 피크 위치에서의 강도가 5000cps 이상이 되도록 적절히, 측정 시간 또는 X선 강도를 조정한다.Thus, wide angle X-ray diffraction measurement of the active material contained in the battery can be performed. In order to collect the data for the Rietveld, the step width is set to 1/3 to 1/5 of the minimum half width of the diffraction peak, and the intensity of the peak at the peak position of the strongest reflection is appropriately determined to be 5000 cps or more. Adjust the line strength.

제1 실시 형태에 의하면, 전지용 활물질이 제공된다. 이 전지용 활물질은, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 2atm% 이하의 범위 내에 있다. 활물질 입자는, 1차 입자의 애스펙트비가 1 이상 4 미만의 범위 내에 있다. 활물질 입자의 결정자 크기는 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있다. 이 전지용 활물질은, 결정 성장 시의 활물질 입자 내의 Li 고체내 확산 거리의 증가가 억제되어 있으므로, 비수전해질 전지에 내장해서 사용했을 때, 충전 시의 과전압의 발생이나 환원측에서의 부반응을 억제할 수 있다. 그 결과, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질은, 입출력 특성 및 사이클 특성이 우수한 비수전해질 전지를 실현할 수 있다.According to the first embodiment, a battery active material is provided. The battery active material includes active material particles of a monoclinic niobium titanium composite oxide. The monoclinic niobium titanium composite oxide contains at least one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W. The content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is in the range of 0.01 atm% to 2 atm%. In the active material particle, the aspect ratio of the primary particles is in the range of 1 to less than 4. The crystallite size of the active material particles is in the range of 5 nm or more and 90 nm or less. This battery active material is capable of suppressing generation of an overvoltage upon charging and a side reaction at the reduction side when used in a built-in nonaqueous electrolyte battery because the diffusion length of the Li solid in the active material particle during crystal growth is suppressed. As a result, the battery active material according to the first embodiment can realize a nonaqueous electrolyte battery excellent in input / output characteristics and cycle characteristics.

(제2 실시 형태)(Second Embodiment)

제2 실시 형태에 의하면, 비수전해질 전지가 제공된다. 이 비수전해질 전지는, 부극과, 정극과, 비수전해질을 구비한다. 부극은, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질을 포함한다.According to the second embodiment, a nonaqueous electrolyte battery is provided. The nonaqueous electrolyte battery includes a negative electrode, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte. The negative electrode includes the battery active material according to the first embodiment.

제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지는, 정극과 부극과의 사이에 배치된 세퍼레이터를 더 구비할 수도 있다. 정극, 부극 및 세퍼레이터는, 전극 군을 구성할 수 있다. 비수전해질은, 전극 군에 유지될 수 있다.The nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment may further include a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode, the negative electrode and the separator can constitute an electrode group. The nonaqueous electrolyte can be held in the electrode group.

또한, 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지는, 전극군 및 비수전해질을 수용하는 외장 부재를 더 구비할 수 있다.In addition, the non-aqueous electrolyte cell according to the second embodiment may further include an electrode assembly and an external member for accommodating the non-aqueous electrolyte.

또한, 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지는, 정극에 전기적으로 접속된 정극 단자 및 부극에 전기적으로 접속된 부극 단자를 더 구비할 수 있다. 정극 단자의 적어도 일부 및 부극 단자의 적어도 일부는, 외장 부재의 외측으로 연장될 수 있다.The nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment may further include a positive electrode terminal electrically connected to the positive electrode and a negative electrode terminal electrically connected to the negative electrode. At least a part of the positive electrode terminal and at least a part of the negative electrode terminal can extend outside the exterior member.

이하, 정극, 부극, 비수전해질, 세퍼레이터, 외장 부재, 정극 단자 및 부극 단자에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the positive electrode, negative electrode, nonaqueous electrolyte, separator, outer member, positive electrode terminal and negative electrode terminal will be described in detail.

1) 정극1) positive

정극은, 집전체와, 정극층(정극 활물질 함유층)을 포함할 수 있다. 정극층은, 집전체의 편면 또는 양면에 형성될 수 있다. 정극층은, 정극 활물질과, 임의로 도전제 및 결착제를 포함할 수 있다.The positive electrode may include a current collector and a positive electrode layer (positive electrode active material containing layer). The positive electrode layer may be formed on one side or both sides of the current collector. The positive electrode layer may include a positive electrode active material, and optionally, a conductive agent and a binder.

정극 활물질로서는, 예를 들어 산화물, 황화물 및 중합체 등을 사용할 수 있다.As the positive electrode active material, for example, oxides, sulfides, polymers and the like can be used.

사용할 수 있는 산화물 및 황화물로서는, 예를 들어 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 화합물인, 이산화망간(MnO2), 산화철, 산화구리, 산화니켈, 리튬 망간 복합 산화물(예를 들어 LixMn2O4 또는 LixMnO2), 리튬 니켈 복합 산화물(예를 들어 LixNiO2), 리튬 코발트 복합 산화물(예를 들어 LixCoO2), 리튬 니켈 코발트 복합 산화물(예를 들어 LiNi1 - yCoyO2), 리튬 망간 코발트 복합 산화물(예를 들어 LixMnyCo1 -yO2), 스피넬 구조를 갖는 리튬 망간 니켈 복합 산화물(예를 들어 LixMn2 - yNiyO4), 올리빈 구조를 갖는 리튬 인산화물(예를 들어 LixFePO4, LixFe1 - yMnyPO4, LixCoPO4), 황산철(Fe2(SO4)3), 바나듐산화물(예를 들어 V2O5) 및 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물을 들 수 있다. 상기의 식에서, 0<x≤1이며, 0<y≤1이다. 활물질로서, 이들 화합물을 단독으로 사용해도 되고, 또는, 복수의 화합물을 조합해서 사용해도 된다.Examples of the oxides and sulfides which can be used include manganese dioxide (MnO 2 ), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese composite oxide (for example, Li x Mn 2 O 4 Or Li x MnO 2 ), a lithium nickel complex oxide (for example, Li x NiO 2 ), a lithium cobalt complex oxide (for example, Li x CoO 2 ), a lithium nickel cobalt complex oxide (for example, LiNi 1 - y Co y O 2), lithium manganese cobalt composite oxide (e.g. Li x Mn y Co 1 -y O 2), lithium manganese nickel complex oxide having a spinel structure (for example, Li x Mn 2 - y Ni y O 4), (E.g., Li x FePO 4 , Li x Fe 1 - y Mn y PO 4 , Li x CoPO 4 ), iron sulfate (Fe 2 (SO 4 ) 3 ), vanadium oxide For example, V 2 O 5 ) and lithium nickel cobalt manganese composite oxides. In the above formula, 0 <x? 1 and 0 <y? 1. As the active material, these compounds may be used alone, or a plurality of compounds may be used in combination.

중합체는, 예를 들어 폴리아닐린이나 폴리피롤과 같은 도전성 중합체 재료, 또는 디술피드계 중합체 재료를 사용할 수 있다. 황(S), 불화카본도 또한 활물질로서 사용할 수 있다.As the polymer, for example, a conductive polymer material such as polyaniline or polypyrrole, or a disulfide-based polymer material can be used. Sulfur (S) and carbon fluoride can also be used as the active material.

더 바람직한 정극 활물질의 예에는, 정극 전압이 높은 리튬 망간 복합 산화물(예를 들어 LixMn2O4), 리튬 니켈 복합 산화물(예를 들어 LixNiO2), 리튬 코발트 복합 산화물(예를 들어 LixCoO2), 리튬 니켈 코발트 복합 산화물(예를 들어 LiNi1 -yCoyO2), 스피넬 구조를 갖는 리튬 망간 니켈 복합 산화물(예를 들어 LixMn2 - yNiyO4), 리튬 망간 코발트 복합 산화물(예를 들어 LixMnyCo1 - yO2), 리튬 인산철(예를 들어 LixFePO4) 및 리튬 니켈 코발트 망간 복합 산화물이 포함된다. 상기의 식에서, 0<x≤1이며, 0<y≤1이다.Examples of the more preferable positive electrode active material include a lithium manganese composite oxide having a high positive electrode voltage (for example, Li x Mn 2 O 4 ), a lithium nickel composite oxide (for example, Li x NiO 2 ), a lithium cobalt complex oxide Li x CoO 2), lithium nickel cobalt composite oxide (for example, LiNi 1 -y Co y O 2) , lithium manganese nickel complex oxide having a spinel structure (for example, Li x Mn 2 - y Ni y O 4), Lithium manganese cobalt composite oxide (for example, Li x Mn y Co 1 - y O 2 ), lithium iron phosphate (for example, Li x FePO 4 ), and lithium nickel cobalt manganese composite oxide. In the above formula, 0 <x? 1 and 0 <y? 1.

그 중에서도, 상온 용융염을 포함하는 비수전해질을 사용하는 경우에는, 리튬 인산철, LixVPO4F, 리튬 망간 복합 산화물, 리튬 니켈 복합 산화물, 리튬 니켈 코발트 복합 산화물을 사용하는 것이, 사이클 수명의 관점에서 바람직하다. 이것은, 정극 활물질과 상온 용융염과의 반응성이 적어지기 때문이다.Among them, in the case of using a non-aqueous electrolyte containing a room temperature molten salt, it is preferable to use lithium iron phosphate, Li x VPO 4 F, lithium manganese composite oxide, lithium nickel composite oxide and lithium nickel cobalt composite oxide, . This is because the reactivity between the positive electrode active material and the room temperature molten salt is reduced.

정극 활물질의 비표면적은, 0.1m2/g 이상 10m2/g 이하인 것이 바람직하다. 0.1m2/g 이상의 비표면적을 갖는 정극 활물질은, 리튬 이온의 흡장·방출 사이트를 충분히 확보할 수 있다. 10m2/g 이하의 비표면적을 갖는 정극 활물질은, 공업 생산 면에서 취급하기 쉽고, 또한 양호한 충방전 사이클 성능을 확보할 수 있다.The specific surface area of the positive electrode active material is preferably 0.1 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less. The positive electrode active material having a specific surface area of 0.1 m 2 / g or more can sufficiently insulate and release lithium ions. The positive electrode active material having a specific surface area of 10 m 2 / g or less is easily handled in industrial production, and a satisfactory charge-discharge cycle performance can be ensured.

결착제는, 분산된 정극 활물질의 간극을 메우기 위해 배합되어, 정극 활물질과 도전제를 결착할 수 있다. 결착제의 예에는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴(PVdF), 불소계 고무가 포함된다.The binder may be blended to fill the gaps of the dispersed positive electrode active material to bind the positive electrode active material and the conductive agent. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine rubber.

도전제는, 집전 성능을 높이고, 또한 정극 활물질과 집전체와의 접촉 저항을 억제하기 위해서 필요에 따라 배합된다. 도전제의 예에는, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 흑연과 같은 탄소질물이 포함된다.The conductive agent is compounded as needed in order to enhance the current collecting performance and to suppress the contact resistance between the positive electrode active material and the current collector. Examples of the conductive agent include carbonaceous materials such as acetylene black, carbon black and graphite.

정극층에 있어서, 정극 활물질 및 결착제는, 각각 80중량% 이상 98중량% 이하, 2중량% 이상 20중량% 이하의 비율로 배합하는 것이 바람직하다.In the positive electrode layer, it is preferable that the positive electrode active material and the binder are blended in a ratio of 80 wt% or more and 98 wt% or less and 2 wt% or more and 20 wt% or less, respectively.

결착제는, 2중량% 이상의 양으로 함으로써 충분한 전극 강도가 얻어진다. 또한, 20중량% 이하로 함으로써 전극의 절연체의 배합량을 감소시켜, 내부 저항을 감소시킬 수 있다. 도전제를 첨가하는 경우에는, 정극 활물질, 결착제 및 도전제는, 각각 77중량% 이상 95중량% 이하, 2중량% 이상 20중량% 이하 및 3중량% 이상 15중량% 이하의 비율로 배합하는 것이 바람직하다. 도전제는, 3중량% 이상의 양으로 함으로써 상술한 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 15중량% 이하로 함으로써, 고온 보존 하에서의 정극 도전제 표면에서의 비수전해질의 분해를 저감할 수 있다.When the amount of the binder is 2% by weight or more, sufficient electrode strength can be obtained. When the content is 20% by weight or less, the compounding amount of the insulator of the electrode can be reduced and the internal resistance can be reduced. When the conductive agent is added, the positive electrode active material, the binder, and the conductive agent are mixed in a proportion of 77 wt% or more and 95 wt% or less, 2 wt% or more and 20 wt% or less and 3 wt% or more and 15 wt% or less . By setting the amount of the conductive agent to 3 wt% or more, the above-mentioned effect can be exhibited. When the amount is 15% by weight or less, the decomposition of the nonaqueous electrolyte on the surface of the positive electrode conductive agent under high temperature preservation can be reduced.

정극 집전체는, 알루미늄박 또는 Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu, Si와 같은 원소를 포함하는 알루미늄 합금 박인 것이 바람직하다. 알루미늄박 또는 알루미늄 합금 박의 두께는, 5㎛ 이상 20㎛ 이하, 보다 바람직하게는 15㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 알루미늄박의 순도는 99중량% 이상이 바람직하다. 알루미늄박 또는 알루미늄 합금 박에 포함되는 철, 구리, 니켈, 크롬 등의 전이 금속의 함유량은, 1중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the positive electrode current collector is an aluminum alloy foil or an aluminum alloy foil containing elements such as Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu and Si. The thickness of the aluminum foil or the aluminum alloy foil is preferably 5 탆 or more and 20 탆 or less, and more preferably 15 탆 or less. The purity of the aluminum foil is preferably 99 wt% or more. The content of transition metals such as iron, copper, nickel, and chromium contained in the aluminum foil or the aluminum alloy foil is preferably 1 wt% or less.

정극은, 예를 들어 정극 활물질, 결착제 및 필요에 따라서 배합되는 도전제를 적당한 용매에 현탁해서 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 정극 집전체에 도포하고, 건조해서 정극층을 형성한 후, 프레스를 실시함으로써 제작된다. 정극은 또한, 정극 활물질, 결착제 및 필요에 따라서 배합되는 도전제를 펠릿 형상으로 형성해서 정극층으로 하고, 이것을 집전체 상에 형성함으로써 제작되어도 된다.The positive electrode can be produced by, for example, suspending a positive electrode active material, a binder, and a conductive agent, if necessary, in a suitable solvent to prepare a slurry, applying the slurry to the positive electrode current collector and drying the positive electrode layer, . The positive electrode may also be produced by forming a positive electrode active material, a binder and a conductive agent, if necessary, in a pellet form to form a positive electrode layer and then forming this on the current collector.

2) 부극2) negative polarity

부극은, 집전체와, 부극층(부극 활물질 함유층)을 포함할 수 있다. 부극층은, 집전체의 편면 또는 양면에 형성될 수 있다. 부극층은, 부극 활물질과, 임의로 도전제 및 결착제를 포함할 수 있다.The negative electrode may include a current collector and a negative electrode layer (negative electrode active material containing layer). The negative electrode layer may be formed on one side or both sides of the current collector. The negative electrode layer may include a negative electrode active material, and optionally a conductive agent and a binder.

제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질은, 부극 활물질로서, 부극층에 포함할 수 있다.The battery active material according to the first embodiment may be included in the negative electrode layer as the negative electrode active material.

제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질은, 앞서 설명한 바와 같이, 결정 성장 시의 활물질 입자 내의 Li 고체내 확산 거리의 증가가 억제되어 있다. 그 때문에, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질을 포함한 부극을 구비한 비수전해질 전지는, 우수한 입출력 특성 및 사이클 특성을 나타낼 수 있다.As described above, in the battery active material according to the first embodiment, an increase in the diffusion length in the Li solid in the active material particles during crystal growth is suppressed. Therefore, the nonaqueous electrolyte battery having the negative electrode including the battery active material according to the first embodiment can exhibit excellent input / output characteristics and cycle characteristics.

부극층은, 부극 활물질로서, 제1 실시 형태에 따른 활물질을 단독으로 포함하고 있어도 되지만, 다른 부극 활물질을 더 포함하고 있어도 된다. 다른 부극 활물질로서는, 아나타제형 이산화티타늄 TiO2, 단사정형 β형 이산화티타늄 TiO2(B), 람스델라이트형 티타늄산리튬 Li2Ti3O7, 스피넬형 티타늄산리튬 Li4Ti5O12, 산화니오븀 등을 사용할 수 있다. 이들 산화물 및 복합 산화물은, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질에 포함되는 화합물과 비중 등도 가까워, 혼합 및 분산이 용이하기 때문에, 적절하게 사용할 수 있다.The negative electrode layer may include the active material according to the first embodiment alone as the negative electrode active material, but may further include another negative electrode active material. Examples of other negative electrode active materials include anatase type titanium dioxide TiO 2 , monoclinic β type titanium dioxide TiO 2 (B), rhamstellite type lithium titanate Li 2 Ti 3 O 7 , spinel type lithium titanate Li 4 Ti 5 O 12 , Niobium oxide and the like can be used. These oxides and composite oxides can be suitably used because they have a specific gravity similar to that of the compound contained in the battery active material according to the first embodiment and are easily mixed and dispersed.

도전제는, 부극 활물질의 집전 성능을 높이고, 또한 부극 활물질과 집전체와의 접촉 저항을 억제하기 위해서 필요에 따라 배합된다. 도전제의 예에는, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 흑연 등의 탄소질물이 포함된다.The conductive agent is compounded as needed in order to enhance the current collection performance of the negative electrode active material and to suppress the contact resistance between the negative electrode active material and the current collector. Examples of the conductive agent include carbon materials such as acetylene black, carbon black and graphite.

결착제는, 분산된 부극 활물질의 간극을 매립하기 위해서 배합되어, 부극 활물질과 도전제를 결착할 수 있다. 결착제의 예에는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴(PVdF), 불소계 고무, 스티렌 부타디엔 고무가 포함된다.The binder may be compounded to fill the gaps of the dispersed negative active material so that the negative active material and the electroconductive agent are bound together. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine rubber, and styrene butadiene rubber.

부극층 중의 부극 활물질, 도전제 및 결착제는, 각각, 68중량% 이상 96중량% 이하, 2중량% 이상 30중량% 이하 및 2중량% 이상 30중량% 이하의 범위로 배합되어 있는 것이 바람직하다. 도전제의 양이 2중량% 이상이면, 부극층의 집전 성능이 양호하다. 또한, 결착제의 양이 2중량% 이상이면, 부극층과 집전체의 결착성이 충분해서, 우수한 사이클 특성을 기대할 수 있다. 한편, 비수전해질 전지를 고용량화하기 위해서, 결착제는 30중량% 이하인 것이 바람직하다.The negative electrode active material, the conductive agent and the binder in the negative electrode layer are preferably contained in an amount of 68 wt% or more and 96 wt% or less, 2 wt% or more and 30 wt% or less, and 2 wt% or more and 30 wt% . When the amount of the conductive agent is 2% by weight or more, the current collecting performance of the negative electrode layer is good. When the amount of the binder is 2% by weight or more, the binding property between the negative electrode layer and the current collector is sufficient, and excellent cycle characteristics can be expected. On the other hand, in order to increase the capacity of the nonaqueous electrolyte battery, the amount of the binder is preferably 30% by weight or less.

부극 집전체는, 부극 활물질의 리튬의 흡장 및 방출 전위에 있어서 전기 화학적으로 안정된 재료가 사용된다. 부극 집전체는, 구리, 니켈, 스테인리스 또는 알루미늄, 또는, Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu, Si와 같은 원소를 포함하는 알루미늄 합금으로 만들어지는 것이 바람직하다. 집전체의 두께는 5 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 이러한 두께를 갖는 집전체는, 부극의 강도와 경량화의 균형을 취할 수 있다.As the negative electrode collector, a material that is electrochemically stable at the storage and discharge potential of lithium in the negative electrode active material is used. The negative electrode current collector is preferably made of an aluminum alloy containing elements such as copper, nickel, stainless steel or aluminum or an element such as Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu and Si. The thickness of the current collector is preferably 5 to 20 mu m. The current collector having such a thickness can balance the strength and weight of the negative electrode.

부극은, 예를 들어 부극 활물질, 도전제 및 결착제를, 범용되고 있는 용매에 현탁해서 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 집전체에 도포하고 건조해서, 부극층을 형성한 후, 프레스를 실시함으로써 제작된다. 부극은 또한, 부극 활물질, 도전제 및 결착제를 펠릿 형상으로 형성해서 부극층으로 하고, 이것을 집전체 상에 형성함으로써 제작되어도 된다.The negative electrode is produced by, for example, suspending a negative electrode active material, a conductive agent and a binder in a commonly used solvent to prepare a slurry, applying the slurry to a current collector and drying the negative electrode layer to form a negative electrode layer, . The negative electrode may also be produced by forming the negative electrode active material, the conductive agent and the binder in the form of pellets to form a negative electrode layer and then forming the negative electrode layer on the current collector.

3) 비수전해질3) Non-aqueous electrolyte

비수전해질은, 예를 들어 전해질을 유기 용매에 용해함으로써 제조되는 액상 비수전해질 또는 액상 전해질과 고분자 재료를 복합화한 겔상 비수전해질이면 된다.The nonaqueous electrolyte may be a liquid nonaqueous electrolyte prepared, for example, by dissolving an electrolyte in an organic solvent, or a gelated nonaqueous electrolyte in which a liquid electrolyte and a polymer material are combined.

액상 비수전해질은, 전해질을 0.5몰/L 이상 2.5몰/L 이하의 농도로 유기 용매에 용해하는 것이 바람직하다.The liquid non-aqueous electrolyte is preferably dissolved in an organic solvent at a concentration of 0.5 mol / L or more and 2.5 mol / L or less.

전해질의 예에는, 과염소산리튬(LiClO4), 육불화인산리튬(LiPF6), 사불화붕산리튬(LiBF4), 육불화비소리튬(LiAsF6), 트리플루오로메탄술폰산리튬(LiCF3SO3), 비스트리플루오로메틸술포닐이미드리튬(LiN(CF3SO2)2)과 같은 리튬염, 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 전해질은 고전위에서도 산화되기 어려운 것인 것이 바람직하고, LiPF6이 가장 바람직하다.Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium arsenic fluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), bis-trifluoromethyl sulfonyl include a lithium salt, or a mixture thereof, such as lithium imide (LiN (CF 3 SO 2) 2). It is preferable that the electrolyte is difficult to be oxidized even at a high electric potential, and LiPF 6 is most preferable.

유기 용매의 예에는, 프로필렌카르보네이트(PC), 에틸렌카르보네이트(EC), 비닐렌카르보네이트와 같은 환상 카르보네이트, 디에틸카르보네이트(DEC), 디메틸카르보네이트(DMC), 메틸에틸카르보네이트(MEC)와 같은 쇄상 카르보네이트, 테트라히드로푸란(THF), 2메틸테트라히드로푸란(2MeTHF), 디옥솔란(DOX)과 같은 환상 에테르, 디메톡시에탄(DME), 디에톡시에탄(DEE)과 같은 쇄상 에테르, γ-부티로락톤(GBL), 아세토니트릴(AN) 및 술포란(SL)이 포함된다. 이들 유기 용매는, 단독 또는 혼합 용매의 형태로 사용할 수 있다.Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC) and vinylene carbonate, diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC) , Methyl ethyl carbonate (MEC), cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF), dioxolane (DOX), dimethoxyethane (DME) (GBL), acetonitrile (AN), and sulfolane (SL), which are known to those skilled in the art. These organic solvents may be used singly or in the form of a mixed solvent.

고분자 재료의 예에는, 폴리불화비닐리덴(PVdF), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리에틸렌옥시드(PEO)가 포함된다.Examples of the polymer material include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), and polyethylene oxide (PEO).

또는, 비수전해질은, 리튬 이온을 함유한 상온 용융염(이온성 융체), 고분자 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등을 사용해도 된다.Alternatively, the nonaqueous electrolyte may be a room temperature molten salt (ionic flame) containing lithium ion, a polymer solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like.

상온 용융염(이온성 융체)은, 유기물 양이온과 음이온과의 조합을 포함하는 유기염 중, 상온(15 내지 25℃)에서 액체로서 존재할 수 있는 화합물을 가리킨다. 상온 용융염에는, 단체로 액체로서 존재하는 상온 용융염, 전해질과 혼합시킴으로써 액체가 되는 상온 용융염, 유기 용매에 용해시킴으로써 액체가 되는 상온 용융염이 포함된다. 일반적으로, 비수전해질 전지에 사용되는 상온 용융염의 융점은, 25℃ 이하이다. 또한, 유기물 양이온은, 일반적으로 4급 암모늄 골격을 갖는다.The room temperature molten salt (ionic flame) refers to a compound that can exist as a liquid at room temperature (15 to 25 ° C) in an organic salt containing a combination of an organic cation and an anion. The room temperature molten salt includes a room-temperature molten salt present as a liquid as a unit, a room-temperature molten salt becoming a liquid by mixing with an electrolyte, and a room-temperature molten salt becoming a liquid by dissolving in an organic solvent. Generally, the melting point of a room temperature molten salt used in a non-aqueous electrolyte cell is 25 占 폚 or lower. Further, the organic cation generally has a quaternary ammonium skeleton.

고분자 고체 전해질은, 전해질을 고분자 재료에 용해하여, 고체화함으로써 제조된다.The polymer solid electrolyte is produced by dissolving an electrolyte in a polymer material and solidifying it.

무기 고체 전해질은, 리튬 이온 전도성을 갖는 고체 물질이다.The inorganic solid electrolyte is a solid material having lithium ion conductivity.

4) 세퍼레이터4) Separator

세퍼레이터는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 셀룰로오스, 또는 폴리불화비닐리덴(PVdF)을 포함하는 다공질 필름, 합성 수지제 부직포로 형성되어도 된다. 그 중에서도, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 형성된 다공질 필름은, 일정 온도에서 용융하여, 전류를 차단하는 것이 가능하기 때문에, 안전성을 향상시킬 수 있다.The separator may be formed of, for example, a polyethylene film, a polypropylene film, a cellulose film, or a porous film made of polyvinylidene fluoride (PVdF) or a nonwoven fabric made of a synthetic resin. Among them, the porous film formed of polyethylene or polypropylene can melt at a certain temperature and cut off current, so that safety can be improved.

5) 외장 부재5) The outer member

외장 부재는, 두께 0.5mm 이하의 라미네이트 필름 또는 두께 1mm 이하의 금속제 용기를 사용할 수 있다. 라미네이트 필름의 두께는 0.2mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 금속제 용기는, 두께 0.5mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 두께 0.2mm 이하인 것이 더욱 바람직하다.A laminate film having a thickness of 0.5 mm or less or a metallic container having a thickness of 1 mm or less can be used for the exterior member. The thickness of the laminated film is more preferably 0.2 mm or less. The metal container is more preferably 0.5 mm or less in thickness, and more preferably 0.2 mm or less in thickness.

외장 부재의 형상은, 편평형(박형), 각형, 원통형, 코인형, 버튼형 등을 들 수 있다. 외장 부재는, 전지 치수에 따라, 예를 들어 휴대용 전자 기기 등에 적재되는 소형 전지용 외장 부재, 이륜 내지 사륜의 자동차 등에 적재되는 대형 전지용 외장 부재를 들 수 있다.The shape of the exterior member may be flat (thin), square, cylindrical, coin, button, or the like. The exterior member can be, for example, an exterior member for a small-sized battery mounted on a portable electronic device or the like, or an exterior member for a large-sized battery mounted on a two- or four-wheeled vehicle, depending on the battery dimension.

라미네이트 필름은, 수지층간에 금속층을 끼워 넣은 다층 필름이 사용된다. 금속층은, 경량화를 위해서 알루미늄박 또는 알루미늄 합금박이 바람직하다. 수지층은, 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 고분자 재료를 사용할 수 있다. 라미네이트 필름은, 열 융착에 의해 시일을 행해서 외장 부재의 형상으로 성형할 수 있다.As the laminated film, a multilayer film in which a metal layer is sandwiched between resin layers is used. The metal layer is preferably an aluminum foil or an aluminum alloy foil for weight saving. As the resin layer, a polymer material such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), nylon, polyethylene terephthalate (PET) or the like can be used. The laminated film can be formed into a shape of an exterior member by performing sealing by heat fusion.

금속제 용기는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등으로 만들어진다. 알루미늄 합금은, 마그네슘, 아연, 규소 등의 원소를 포함하는 합금이 바람직하다. 합금 중에 철, 구리, 니켈, 크롬 등의 전이 금속을 포함하는 경우, 그 함유량은 1중량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 고온 환경 하에서의 장기 신뢰성, 방열성을 비약적으로 향상시킬 수 있다.The metallic container is made of aluminum or an aluminum alloy or the like. The aluminum alloy is preferably an alloy containing elements such as magnesium, zinc, and silicon. When the alloy contains a transition metal such as iron, copper, nickel or chromium, its content is preferably 1% by weight or less. As a result, the long-term reliability and heat dissipation performance under a high-temperature environment can be remarkably improved.

이어서, 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지를, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.

도 3은, 제2 실시 형태에 따른 일례의 편평형 비수전해질 전지의 단면도이다. 도 4는, 도 3의 A부의 확대 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an example flat non-aqueous electrolyte cell according to the second embodiment. 4 is an enlarged sectional view of part A of Fig.

도 3 및 도 4에 도시하는 비수전해질 전지(10)는, 도 3에 도시하는 주머니 형상 외장 부재(2)와, 도 3 및 도 4에 도시하는 전극 군(1)과, 도시하지 않은 비수전해질을 구비한다. 전극 군(1) 및 비수전해질은, 외장 부재(2) 내에 수납되어 있다. 비수전해질은, 전극 군(1)에 유지되어 있다.The nonaqueous electrolyte battery 10 shown in Figs. 3 and 4 includes the bag-shaped sheathing member 2 shown in Fig. 3, the electrode group 1 shown in Figs. 3 and 4, the nonaqueous electrolyte Respectively. The electrode assembly 1 and the nonaqueous electrolyte are contained in the outer sheath 2. The non-aqueous electrolyte is held in the electrode group 1.

주머니 형상 외장 부재(2)는, 2매의 수지층과 이들 사이에 끼워진 금속층을 포함하는 라미네이트 필름을 포함한다.The bag-shaped sheathing member 2 includes a laminate film including two resin layers and a metal layer sandwiched therebetween.

도 3에 도시한 바와 같이, 전극 군(1)은 편평 형상의 권회 전극 군이다. 편평 형상의 권회 전극 군(1)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 외측에서부터 부극(3), 세퍼레이터(4), 정극(5) 및 세퍼레이터(4)의 순서로 적층한 적층물을 와권 형상으로 권회하여, 프레스 성형함으로써 형성된다.As shown in Fig. 3, the electrode group 1 is a group of flat-shaped wound electrodes. As shown in Fig. 4, the flat rolled electrode group 1 is formed by laminating the stacked layers in the order of the negative electrode 3, the separator 4, the positive electrode 5, and the separator 4 from the outside, , And press-formed.

부극(3)은, 부극 집전체(3a)와 부극층(3b)을 포함한다. 부극층(3b)에는, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질이 포함된다. 최외각의 부극(3)은, 도 4에 도시한 바와 같이 부극 집전체(3a)의 내면측의 편면에만 부극층(3b)을 형성한 구성을 갖는다. 그 밖의 부극(3)은, 부극 집전체(3a)의 양면에 부극층(3b)이 형성되어 있다.The negative electrode 3 includes a negative electrode collector 3a and a negative electrode layer 3b. The negative electrode layer 3b includes the battery active material according to the first embodiment. As shown in Fig. 4, the outermost negative electrode 3 has a structure in which the negative electrode layer 3b is formed only on one side of the inner surface side of the negative electrode collector 3a. In the other negative electrode 3, the negative electrode layer 3b is formed on both surfaces of the negative electrode collector 3a.

정극(5)은 정극 집전체(5a)와, 그 양면에 형성된 정극층(5b)를 포함한다.The positive electrode 5 includes a positive electrode current collector 5a and positive electrode layers 5b formed on both surfaces thereof.

도 3에 도시한 바와 같이, 권회 전극 군(1)의 외주 단부 근방에서, 부극 단자(6)가 최외각의 부극(3)의 부극 집전체(3a)에 접속되고, 정극 단자(7)가 내측의 정극(5)의 정극 집전체(5a)에 접속되어 있다. 이들 부극 단자(6) 및 정극 단자(7)는, 주머니 형상 외장 부재(2)의 개구부로부터 외부로 연장되어 있다.3, the negative electrode terminal 6 is connected to the negative electrode current collector 3a of the outermost negative electrode 3 in the vicinity of the outer peripheral end of the wound electrode group 1, and the positive electrode terminal 7 And is connected to the positive electrode collector 5a of the positive electrode 5 on the inner side. The negative electrode terminal 6 and the positive electrode terminal 7 extend outward from the opening of the bag-like sheathing member 2.

도 3 및 도 4에 도시한 비수전해질 전지(10)는, 예를 들어 이하의 수순으로 제작할 수 있다. 먼저, 전극 군(1)을 제작한다. 계속해서, 전극 군(1)을 주머니 형상 외장 부재(2) 내에 봉입한다. 이때, 부극 단자(6) 및 정극 단자(7)는, 각각의 일단부가 외장 부재(2)의 외측으로 비어져 나오도록 한다. 이어서, 외장 부재(2)의 주연을, 일부를 남겨서 히트 시일한다. 이어서, 히트 시일하지 않은 주머니 형상 외장 부재(2)의 개구부로부터, 예를 들어 액상 비수전해질을 주입한다. 마지막으로 개구부를 히트 시일함으로써, 권회 전극 군(1) 및 액상 비수전해질이 밀봉된다.The nonaqueous electrolyte battery 10 shown in Figs. 3 and 4 can be manufactured by the following procedure, for example. First, the electrode group 1 is fabricated. Subsequently, the electrode assembly 1 is sealed in the bag-shaped sheathing member 2. At this time, the negative electrode terminal 6 and the positive electrode terminal 7 are arranged such that one end of each of the negative electrode terminal 6 and the positive electrode terminal 7 is evacuated to the outside of the outer casing member 2. [ Then, the periphery of the exterior member 2 is heat-sealed while leaving a part thereof. Next, a liquid non-aqueous electrolyte, for example, is injected from the opening of the bag-shaped sheathing member 2 which is not heat-sealed. Lastly, the wound electrode group 1 and the liquid nonaqueous electrolyte are sealed by heat sealing the openings.

제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지는, 도 3 및 도 4에 도시하는 예의 비수전해질 전지에 한하지 않고, 예를 들어 도 5 및 도 6에 나타내는 구성의 전지이어도 된다.The nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment is not limited to the nonaqueous electrolyte battery according to the example shown in Figs. 3 and 4, but may be a battery having the structure shown in Figs. 5 and 6, for example.

도 5는, 제2 실시 형태에 따른 다른 예의 비수전해질 전지를 모식적으로 도시하는 부분 절결 사시도이다. 도 6은, 도 5의 B부의 확대 단면도이다.5 is a partially cutaway perspective view schematically showing a non-aqueous electrolyte battery according to another example of the second embodiment. 6 is an enlarged cross-sectional view of part B in Fig.

도 5 및 도 6에 나타내는 비수전해질 전지(10)는, 도 5 및 도 6에 나타내는 전극 군(11)과, 도 5에 도시하는 외장 부재(12)와, 도시하지 않은 비수전해질을 구비한다. 전극 군(11) 및 비수전해질은, 외장 부재(12) 내에 수납되어 있다. 비수전해질은, 전극 군(11)에 유지되어 있다.The nonaqueous electrolyte battery 10 shown in Figs. 5 and 6 includes the electrode group 11 shown in Figs. 5 and 6, the sheath member 12 shown in Fig. 5, and a nonaqueous electrolyte not shown. The electrode assembly 11 and the non-aqueous electrolyte are housed in the casing member 12. The non-aqueous electrolyte is held in the electrode group 11.

외장 부재(12)는, 2매의 수지층과 이들 사이에 개재한 금속층을 포함하는 라미네이트 필름을 포함한다.The sheathing member 12 includes a laminate film including two resin layers and a metal layer interposed therebetween.

전극 군(11)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 적층형의 전극 군이다. 적층형 전극 군(11)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 정극(13)과 부극(14)을 그 사이에 세퍼레이터(15)를 개재시키면서 교대로 적층한 구조를 갖는다.The electrode group 11 is a stacked electrode group as shown in Fig. The stacked electrode assembly 11 has a structure in which a positive electrode 13 and a negative electrode 14 are alternately stacked with a separator 15 interposed therebetween as shown in FIG.

전극 군(11)은 복수의 정극(13)을 포함하고 있다. 복수의 정극(13)은, 각각이, 정극 집전체(13a)와, 정극 집전체(13a)의 양면에 담지된 정극층(13b)을 구비한다. 또한, 전극 군(11)은 복수의 부극(14)을 포함하고 있다. 복수의 부극(14)은, 각각이, 부극 집전체(14a)와, 부극 집전체(14a)의 양면에 담지된 부극층(14b)을 구비한다. 각 부극(14)의 부극 집전체(14a)는, 한 변이 부극(14)으로부터 돌출되어 있다. 돌출된 부극 집전체(14a)는, 띠 형상의 부극 단자(16)에 전기적으로 접속되어 있다. 띠 형상의 부극 단자(16)의 선단은, 외장 부재(12)로부터 외부로 인출되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 정극(13)의 정극 집전체(13a)는, 부극 집전체(14a)의 돌출 변과 반대측에 위치하는 변이 정극(13)으로부터 돌출되어 있다. 정극(13)으로부터 돌출된 정극 집전체(13a)는, 띠 형상의 정극 단자(17)에 전기적으로 접속되어 있다. 띠 형상의 정극 단자(17)의 선단은, 부극 단자(16)와는 반대측에 위치하고, 외장 부재(12)의 변으로부터 외부로 인출되어 있다.The electrode group (11) includes a plurality of positive electrodes (13). Each of the plurality of positive electrodes 13 includes a positive electrode current collector 13a and a positive electrode layer 13b supported on both surfaces of the positive electrode current collector 13a. Further, the electrode group 11 includes a plurality of negative electrodes 14. Each of the plurality of negative electrodes 14 includes a negative electrode collector 14a and a negative electrode layer 14b supported on both surfaces of the negative electrode collector 14a. One side of the negative electrode current collector 14a of each negative electrode 14 protrudes from the negative electrode 14. The protruded anode current collector 14a is electrically connected to the strip-shaped negative electrode terminal 16. The tip end of the strip-shaped negative electrode terminal 16 is drawn out from the exterior member 12 to the outside. Although not shown, the positive electrode current collector 13a of the positive electrode 13 protrudes from the positive electrode 13 located on the opposite side of the protruding side of the negative electrode current collector 14a. The positive electrode current collector 13a protruded from the positive electrode 13 is electrically connected to the strip-shaped positive electrode terminal 17. The tip end of the strip-shaped positive electrode terminal 17 is located on the side opposite to the negative electrode terminal 16 and is drawn out from the side of the sheathing member 12 to the outside.

제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지는, 제1 실시 형태에 따른 전지용 활물질을 포함하는 부극을 구비한다. 그 결과, 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지는, 우수한 입출력 특성 및 사이클 특성을 나타낼 수 있다.The nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment includes the negative electrode including the battery active material according to the first embodiment. As a result, the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment can exhibit excellent input / output characteristics and cycle characteristics.

(제3 실시 형태)(Third Embodiment)

제3 실시 형태에 의하면, 전지 팩이 제공된다. 이 전지 팩은, 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지를 구비한다.According to the third embodiment, a battery pack is provided. This battery pack comprises the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment.

제3 실시 형태에 따른 전지 팩은, 앞서 설명한 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지(단전지)를 하나 또는 복수개 구비할 수 있다. 제3 실시 형태에 따른 전지 팩에 포함될 수 있는 복수의 비수전해질 전지는, 서로 전기적으로 직렬 또는 병렬로 접속되어서, 조전지를 구성할 수도 있다. 제3 실시 형태에 따른 전지 팩은, 복수의 조전지를 포함하고 있어도 된다.The battery pack according to the third embodiment may include one or a plurality of non-aqueous electrolyte cells (single cells) according to the second embodiment described above. A plurality of non-aqueous electrolyte batteries which may be included in the battery pack according to the third embodiment may be connected electrically in series or in parallel to constitute a battery module. The battery pack according to the third embodiment may include a plurality of assembled batteries.

이어서, 제3 실시 형태에 따른 일례의 전지 팩을 도면을 참조하면서 설명한다.Next, an example battery pack according to the third embodiment will be described with reference to the drawings.

도 7은, 제3 실시 형태에 따른 일례의 전지 팩의 분해 사시도이다. 도 8은, 도 7의 전지 팩의 전기 회로를 도시하는 블록도이다.7 is an exploded perspective view of an example battery pack according to the third embodiment. 8 is a block diagram showing an electric circuit of the battery pack of Fig.

도 7 및 도 8에 나타내는 전지 팩(20)은, 복수의 단전지(21)를 구비한다. 복수의 단전지(21)는, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한 편평형 비수전해질 전지(10)이다.The battery pack 20 shown in Figs. 7 and 8 includes a plurality of unit cells 21. As shown in Fig. The plurality of unit cells 21 are the flat non-aqueous electrolyte batteries 10 described with reference to Figs.

복수의 단전지(21)는, 외부로 연장된 부극 단자(6) 및 정극 단자(7)가 동일한 방향으로 정렬되도록 적층되어, 점착 테이프(22)로 체결함으로써 조전지(23)를 구성하고 있다. 이들 단전지(21)는, 도 8에 도시하는 바와 같이 서로 전기적으로 직렬로 접속되어 있다.The plurality of unit cells 21 are stacked in such a manner that the negative terminal 6 and the positive electrode terminal 7 extending outward are aligned in the same direction and are tightened with the adhesive tape 22 to constitute the battery module 23 . These unit cells 21 are electrically connected to each other in series as shown in Fig.

프린트 배선 기판(24)은, 부극 단자(6) 및 정극 단자(7)가 연장되는 조전지(23)의 측면과 대향해서 배치되어 있다. 프린트 배선 기판(24)에는, 도 8에 도시하는 바와 같이 서미스터(25), 보호 회로(26) 및 외부 기기에의 통전용 단자(27)가 탑재되어 있다. 또한, 프린트 배선 기판(24)이 조전지(23)와 대향하는 면에는, 조전지(23)의 배선과 불필요한 접속을 회피하기 위해서 절연판(도시하지 않음)이 설치되어 있다.The printed wiring board 24 is disposed so as to face the side surface of the battery module 23 in which the negative terminal 6 and the positive terminal 7 extend. A thermistor 25, a protection circuit 26, and a terminal 27 for external devices are mounted on the printed wiring board 24 as shown in Fig. An insulating plate (not shown) is provided on the surface of the printed wiring board 24 facing the battery module 23 to avoid unnecessary connection with the wiring of the battery module 23.

정극측 리드(28)는, 조전지(23)의 최하층에 위치하는 정극 단자(7)에 접속되고, 그 선단은 프린트 배선 기판(24)의 정극측 커넥터(29)에 삽입되어 전기적으로 접속되어 있다. 부극측 리드(30)는, 조전지(23)의 최상층에 위치하는 부극 단자(6)에 접속되고, 그 선단은 프린트 배선 기판(24)의 부극측 커넥터(31)에 삽입되어서 전기적으로 접속되어 있다. 이들 커넥터(29 및 31)는, 프린트 배선 기판(24)에 형성된 배선(32 및 33)을 통해서, 보호 회로(26)에 접속되어 있다.The positive electrode lead 28 is connected to the positive electrode terminal 7 located at the lowermost layer of the assembled battery 23 and its tip end is inserted into the positive electrode connector 29 of the printed wiring board 24 and electrically connected thereto have. The negative electrode side lead 30 is connected to the negative electrode terminal 6 located on the uppermost layer of the assembled battery 23 and the leading end thereof is inserted and electrically connected to the negative electrode side connector 31 of the printed wiring board 24 have. These connectors 29 and 31 are connected to the protection circuit 26 through the wirings 32 and 33 formed on the printed wiring board 24.

서미스터(25)는, 단전지(21)의 온도를 검출하고, 그 검출 신호는 보호 회로(26)에 송신된다. 보호 회로(26)는, 소정의 조건에서 보호 회로(26)과 외부 기기에의 통전용 단자(27)와의 사이의 플러스측 배선(34a) 및 마이너스측 배선(34b)을 차단할 수 있다. 소정의 조건이란, 예를 들어 서미스터(25)에 의한 검출 온도가 소정 온도 이상으로 되었을 때이다. 또한, 소정의 조건의 다른 예는, 단전지(21)의 과충전, 과방전 및 과전류 등이 검출된 경우이다. 이 과충전 등의 검출은, 개개의 단전지(21) 또는 조전지(23) 전체에 대해서 행하여진다. 개개의 단전지(21)를 검출하는 경우, 전지 전압을 검출해도 되고, 또는 정극 전위 또는 부극 전위를 검출해도 된다. 후자의 경우, 개개의 단전지(21) 중에 참조극으로서 사용하는 리튬 전극이 삽입된다. 도 7 및 도 8에 나타내는 전지 팩(20)의 경우, 단전지(21) 각각에 전압 검출을 위한 배선(35)을 접속하고, 이들 배선(35)을 통해서 검출 신호가 보호 회로(26)에 송신된다.The thermistor 25 detects the temperature of the unit cell 21, and the detection signal is transmitted to the protection circuit 26. [ The protection circuit 26 can cut off the positive side wiring 34a and the negative side wiring 34b between the protection circuit 26 and the transmission terminal 27 to the external device under a predetermined condition. The predetermined condition is, for example, when the temperature detected by the thermistor 25 becomes equal to or higher than a predetermined temperature. Another example of the predetermined condition is the case where overcharge, overdischarge, overcurrent, or the like of the unit cell 21 is detected. Detection of the overcharging or the like is performed for the individual unit cells 21 or the whole battery module 23. When detecting the individual unit cells 21, the battery voltage may be detected, or the positive electrode potential or the negative electrode potential may be detected. In the latter case, a lithium electrode to be used as a reference electrode is inserted into each of the unit cells 21. In the case of the battery pack 20 shown in Figs. 7 and 8, the wiring 35 for voltage detection is connected to each of the unit cells 21, and a detection signal is supplied to the protection circuit 26 through these wirings 35 .

정극 단자(7) 및 부극 단자(6)가 돌출된 측면을 제외한 조전지(23)의 3 측면에는, 고무 또는 수지를 포함하는 보호 시트(36)가 각각 배치되어 있다.A protective sheet 36 made of rubber or resin is disposed on each of three side surfaces of the battery module 23 except the side where the positive electrode terminal 7 and the negative electrode terminal 6 protrude.

조전지(23)는, 각 보호 시트(36) 및 프린트 배선 기판(24)과 함께 수납 용기(37) 내에 수납된다. 즉, 수납 용기(37)의 긴 변 방향의 양쪽 내측면과 짧은 변 방향의 내측면 각각에 보호 시트(36)가 배치되고, 짧은 변 방향의 반대측 내측면에 프린트 배선 기판(24)이 배치된다. 조전지(23)는, 보호 시트(36) 및 프린트 배선 기판(24)으로 둘러싸인 공간 내에 위치한다. 덮개(38)는, 수납 용기(37)의 상면에 설치되어 있다.The battery pack 23 is accommodated in the storage container 37 together with the protective sheet 36 and the printed wiring board 24. That is, the protective sheet 36 is disposed on each of the inner side surfaces in the long side direction and the short side direction of the storage container 37, and the printed wiring board 24 is disposed on the inner side opposite to the short side direction . The assembled battery 23 is placed in a space surrounded by the protective sheet 36 and the printed wiring board 24. The lid 38 is provided on the upper surface of the storage container 37.

또한, 조전지(23)의 고정에는 점착 테이프(22) 대신에, 열수축 테이프를 사용해도 된다. 이 경우, 조전지의 양측면에 보호 시트를 배치하고, 열수축 튜브를 주회시킨 후, 열수축 튜브를 열 수축시켜서 조전지를 결속시킨다.In place of the adhesive tape 22, a heat-shrinkable tape may be used for fixing the battery module 23. In this case, a protective sheet is disposed on both side surfaces of the assembled battery, the heat-shrinkable tube is circulated, and the heat-shrinkable tube is thermally contracted to bind the assembled battery.

도 7 및 도 8에서는, 복수의 단전지(21)를 직렬 접속한 형태를 나타냈지만, 전지 용량을 증대시키기 위해서는 병렬로 접속해도 된다. 또는, 직렬 접속과 병렬 접속을 조합해도 된다. 조립한 전지 팩을 다시 직렬 또는 병렬로 접속할 수도 있다.In FIGS. 7 and 8, the plurality of unit cells 21 are connected in series, but they may be connected in parallel in order to increase the battery capacity. Alternatively, a serial connection and a parallel connection may be combined. The assembled battery packs may be connected again in series or in parallel.

또한, 제3 실시 형태에 따른 전지 팩의 형태는, 용도에 따라 적절히 변경된다. 제3 실시 형태에 따른 전지 팩은, 대전류를 취출했을 때 사이클 특성이 우수할 것이 요구되는 용도에 적절하게 사용된다. 구체적으로는, 디지털 카메라의 전원으로서, 또는 예를 들어 이륜 내지 사륜의 하이브리드 전기 자동차, 이륜 내지 사륜의 전기 자동차 및 전기 자전거의 차량 탑재용 전지로서 사용된다. 특히, 차량 탑재용 전지로서 적절하게 사용된다.The shape of the battery pack according to the third embodiment is suitably changed according to the use. The battery pack according to the third embodiment is suitably used for applications requiring excellent cycle characteristics when a large current is taken out. Specifically, it is used as a power source of a digital camera or as a hybrid vehicle for two or four-wheel vehicles, an electric vehicle for two or four wheels, and a vehicle-mounted battery for an electric bicycle, for example. In particular, it is suitably used as an in-vehicle battery.

제3 실시 형태에 따른 전지 팩은, 제2 실시 형태에 따른 비수전해질 전지를 구비한다. 그 결과, 제3 실시 형태에 따른 전지 팩은, 우수한 입출력 특성 및 사이클 특성을 나타낼 수 있다.The battery pack according to the third embodiment includes the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment. As a result, the battery pack according to the third embodiment can exhibit excellent input / output characteristics and cycle characteristics.

[실시예][Example]

이하, 실시예에 기초하여 상기 실시 형태를 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명의 주지를 초과하지 않는 한, 본 발명은 이하에 기재되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.EXAMPLES Hereinafter, the embodiments will be described in more detail based on examples, but the invention is not limited to the examples described below unless it exceeds the gist of the invention.

(실시예 1)(Example 1)

실시예 1에서는, 이하의 수순에 의해, 실시예 1의 활물질을 합성하였다.In Example 1, the active material of Example 1 was synthesized by the following procedure.

먼저, 출발 원료로서, Ti의 몰 농도가 1.28mol/L인 황산티타닐 희황산 용액과, Nb의 몰 농도가 0.5mol/L인 염화니오븀의 에탄올 용액과, Mo의 몰 농도가 0.5mol/L인 염화몰리브덴의 에탄올 용액을 준비하였다.First, as a starting material, a titanyl sulfuric acid sulfuric acid solution having a molar concentration of Ti of 1.28 mol / L, an ethanol solution of niobium chloride having a molar concentration of Nb of 0.5 mol / L and a molybdenum chloride solution having a molar concentration of Mo of 0.5 mol / L An ethanol solution of molybdenum chloride was prepared.

이어서, 이들의 용액을 혼합하여, 수산화물 등의 이물의 석출이 없는 투명한 혼합 용액을 얻었다. 혼합은, 몰비 Ti:Nb:Mo가 1.0:2.18:0.05가 되도록 행하였다.Subsequently, these solutions were mixed to obtain a transparent mixed solution free from precipitation of foreign matters such as hydroxides. The mixing was performed so that the molar ratio Ti: Nb: Mo was 1.0: 2.18: 0.05.

이어서, 이 혼합 용액에 교반하면서 암모니아수를 적하함으로써, 용액의 pH를 8로 조정하였다. 암모니아수의 적하에 의해, 혼합 용액에 백색 침전물이 발생하였다. 이 침전물을, 혼합 용액으로부터 취출하여, 순수로 세정하고, 여과해서 회수하였다. 계속해서, 이와 같이 하여 회수한 침전물을, 80℃의 히터로 건조시켰다. 그 후, 유성 볼 밀에 의해, 침전물의 응집을 해쇄하였다. 그 후, 이 침전물에 대하여 900℃에서 30분에 걸쳐, 대기 중의 조건에서 소성을 행하였다. 이때, 승온 속도는 30℃/분으로 하였다. 그 후, 소성에 의해 얻어진 생성물을 유성 볼 밀에 의해 분쇄하여 분말을 얻었다. 이 분말을, 실시예 1의 활물질로 하였다.Subsequently, ammonia water was added dropwise to the mixed solution with stirring to adjust the pH of the solution to 8. By the dropwise addition of ammonia water, a white precipitate was generated in the mixed solution. This precipitate was taken out from the mixed solution, washed with pure water, and recovered by filtration. Subsequently, the precipitate thus recovered was dried with a heater at 80 ° C. Thereafter, agglomeration of the precipitate was broken by a planetary ball mill. Thereafter, this precipitate was fired at 900 ° C for 30 minutes under atmospheric conditions. At this time, the temperature raising rate was 30 占 폚 / min. Thereafter, the product obtained by firing was pulverized by a planetary ball mill to obtain a powder. This powder was used as the active material of Example 1.

실시예 1의 활물질을 소량 측정해서 취하고, 산 용해 및 알칼리 용해를 실시하여, 측정 용액을 제조하였다. 이 측정 용액을 사용해서, ICP 분석(SII·나노테크놀로지(주) 제조 SPS-3520UV)을 행하여, 실시예 1의 활물질에 관한 단위 중량당 Ti, Nb 및 Mo의 각 원소의 물질량을 산출하였다. 한편, 실시예 1의 활물질을 또한 소량 측정해서 취하여 또 다른 측정 용액을 제조하고, 이것을 불활성 가스-적외 흡수법(LECO사 제조 TC-600)에 의한 분석에 제공함으로써, 실시예 1의 활물질에 관한 단위 중량당 O 원소의 물질량을 산출하였다. 이들 결과로부터, 실시예 1의 활물질에 관한 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.086atm%, Nb=19.976atm%, Mo=0.012atm%, O=69.926atm%인 것을 알았다.A small amount of the active material of Example 1 was measured, and acid dissolution and alkali dissolution were carried out to prepare a measurement solution. Using this measurement solution, the amount of each element of Ti, Nb and Mo per unit weight of the active material of Example 1 was calculated by performing ICP analysis (SPS-3520UV manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.). On the other hand, a small amount of the active material of Example 1 was further measured to prepare another measurement solution, which was then subjected to analysis by an inert gas-infrared absorption method (TC-600, manufactured by LECO) The amount of O element per unit weight was calculated. From these results, it was found that the molar ratio of each constituent element contained per unit weight of the active material of Example 1 was calculated. As a result, it was found that Ti = 10.086 atm%, Nb = 19.976 atm%, Mo = 0.012 atm%, O = 69.926 atm% .

또한, 실시예 1의 활물질을 분말에 대해서, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼을 도 9에 나타내었다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 해석 소프트웨어 「Rigaku PDXL2 ver.2.1」을 사용해서 자동 프로파일 처리를 실시함으로써 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 1의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 30.1nm인 것을 알았다.Further, the powder of the active material of Example 1 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement. The spectrum is shown in Fig. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. The obtained spectrum was subjected to fitting by performing automatic profile processing using analysis software &quot; Rigaku PDXL2 ver.2.1 &quot;. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the active material particle included in the active material of Example 1 had a crystallite size of 30.1 nm.

또한, 실시예 1의 활물질에 대해서, SEM상을 촬영하였다. 장치는 가부시끼가이샤 히타치 하이테크놀러지즈사 제조 SU-8020을 사용하였다. 구체적으로는, 샘플 대에 카본 테이프를 붙이고, 그 위에 면봉의 끝으로 채취한 분말을 가볍게 얹은 후 압착시켜, 에어를 불어 대어 여분으로 붙어 있는 분말을 날려버림으로써 측정 시료로 하였다. 관찰 조건은, 가속 전압 3kV, 프로브 조건 10μA, 배율 2만배의 조건으로 하였다. 대표적인 SEM상을 도 10에 도시한다. 이 SEM상으로부터, 가장 애스펙트비가 높은 1차 입자를 선택하였다. 애스펙트비는, 1차 입자의 가장 입자 직경이 짧은 방향의 입자 직경을 A라 하고, 가장 긴 방향의 입자 직경을 B라 했을 때의 비 B/A이다. 도 10의 SEM상에서 가장 애스펙트비가 높은 입자의 애스펙트비는 1.40이었다. 마찬가지의 조작을 30매의 SEM상을 사용해서 실시하고, 이들의 평균을, 실시예 1의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비로서 산출했다(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출). 그 결과, 실시예 1의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비는, 1.52인 것을 알았다.The SEM image of the active material of Example 1 was also photographed. The apparatus used was SU-8020 manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation. Concretely, a carbon tape was stuck on the sample stage, the powder collected at the end of the swab was lightly placed on the sample, and the sample was compressed and blown with air to blow off excess powder. Observation conditions were an acceleration voltage of 3 kV, a probe condition of 10 A, and a magnification of 20,000 times. A representative SEM image is shown in Fig. From this SEM image, primary particles having the highest aspect ratio were selected. The aspect ratio is the ratio B / A when the particle diameter in the direction of the shortest particle diameter of the primary particles is A and the particle diameter of the longest direction is B. The aspect ratio of the particles with the highest aspect ratio on the SEM of Fig. 10 was 1.40. The same operation was carried out using 30 sheets of SEM images and the average thereof was calculated as the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 1 (calculated by rounding off the third decimal place). As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 1 was 1.52.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 2에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:Mo를 1.02:2.13:0.10으로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 2의 활물질을 합성하였다.In Example 2, the active material of Example 2 was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: Mo was changed to 1.02: 2.13: 0.10. Respectively.

실시예 2의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 2 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 실시예 2의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 2의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가, 32.1nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Example 2 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 2 was 32.1 nm.

또한, 실시예 2의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이들 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 2의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.55인 것을 알았다.Further, with respect to the active material of Example 2, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From these SEM images, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 2 was 1.55.

(실시예 3)(Example 3)

실시예 3에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:Mo를 1.05:2.07:0.15로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 3의 활물질을 합성하였다.In Example 3, the active material of Example 3 was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: Mo was changed to 1.05: 2.07: 0.15. Respectively.

실시예 3의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.435atm%, Nb=18.883atm%, Mo=1.113atm%, O=69.569atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 3 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.435 atm%, Nb = 18.883 atm%, Mo = 1.113 atm% , And O = 69.569atm%.

또한, 실시예 3의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 3의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 38.9nm인 것을 알았다.The active material of Example 3 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 3 was 38.9 nm.

또한, 실시예 3의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 3의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.63인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 3, 30 pieces of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 3 was 1.63.

(실시예 4)(Example 4)

실시예 4에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:Mo를 1.05:2.07:0.20으로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 4의 활물질을 합성하였다.In Example 4, the active material of Example 4 was synthesized in the same manner as in Example 1, except that the starting materials were mixed to obtain a mixed solution and the molar ratio Ti: Nb: Mo was changed to 1.05: 2.07: 0.20. Respectively.

실시예 4의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.348atm%, Nb=18.725atm%, Mo=1.941atm%, O=68.986atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element contained per unit weight was calculated for the active material of Example 4 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.348 atm%, Nb = 18.725 atm%, Mo = 1.941 atm% , And O = 68.986atm%.

또한, 실시예 4의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 4의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 42.3nm인 것을 알았다.The active material of Example 4 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak belonging to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the crystallite size is calculated by using Scherr's equation Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 4 was 42.3 nm.

또한, 실시예 4의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 4의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.71인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 4, 30 pieces of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 4 was 1.71.

(실시예 5)(Example 5)

실시예 5에서는, 소성 온도를 800℃로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 5의 활물질을 합성하였다.In Example 5, the active material of Example 5 was synthesized in the same manner as in Example 2 except that the sintering temperature was 800 캜.

실시예 5의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element contained per unit weight was calculated for the active material of Example 5 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 실시예 5의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 5의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 20.6nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Example 5 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the active material particle included in the active material of Example 5 had a crystallite size of 20.6 nm.

또한, 실시예 5의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 5의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.42인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 5, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 5 was 1.42.

(실시예 6)(Example 6)

실시예 6에서는, 소성 온도를 700℃로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 6의 활물질을 합성하였다.In Example 6, the active material of Example 6 was synthesized in the same manner as in Example 2 except that the firing temperature was 700 캜.

실시예 6의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 6 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 실시예 6의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 6의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 10.1nm인 것을 알았다.The active material of Example 6 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the active material particle included in the active material of Example 6 had a crystallite size of 10.1 nm.

또한, 실시예 6의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 6의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.21인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 6, 30 pieces of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 6 was 1.21.

(실시예 7)(Example 7)

실시예 7에서는, 소성 시의 승온 속도를 40℃/분으로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 7의 활물질을 합성하였다.In Example 7, the active material of Example 7 was synthesized in the same manner as in Example 2, except that the heating rate at firing was 40 ° C / min.

실시예 7의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 7 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 실시예 7의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 7의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 30.2nm인 것을 알았다.Further, the active material of Example 7 was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 7 was 30.2 nm.

또한, 실시예 7의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 7의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.21인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 7, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 7 was 1.21.

(실시예 8)(Example 8)

실시예 8에서는, 소성 시의 승온 속도를 25℃/분으로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 8의 활물질을 합성하였다.In Example 8, the active material of Example 8 was synthesized in the same manner as in Example 2, except that the heating rate at the time of firing was 25 ° C / min.

실시예 8의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 8 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 실시예 8의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 8의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 32.6nm인 것을 알았다.The active material of Example 8 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 8 was 32.6 nm.

또한, 실시예 8의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 8의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 2.65인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 8, 30 pieces of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 8 was 2.65.

(실시예 9)(Example 9)

실시예 9에서는, 소성 시의 승온 속도를 20℃/분으로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 9의 활물질을 합성하였다.In Example 9, the active material of Example 9 was synthesized in the same manner as in Example 2, except that the heating rate at firing was 20 ° C / min.

실시예 9의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 9 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 실시예 9의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 9의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 29.5nm인 것을 알았다.The active material of Example 9 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 9 was 29.5 nm.

또한, 실시예 9의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 9의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 3.82인 것을 알았다.For the active material of Example 9, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 9 was 3.82.

(실시예 10)(Example 10)

실시예 10에서는, 이하의 수순에 의해, 실시예 10의 활물질을 합성하였다.In Example 10, the active material of Example 10 was synthesized by the following procedure.

먼저, 출발 원료로서 Ti의 몰 농도가 1.28mol/L인 황산티타닐 희황산 용액과, Nb의 몰 농도가 0.5mol/L인 염화니오븀의 에탄올 용액과, W의 몰 농도가 0.5mol/L인 염화텅스텐의 에탄올 용액을 준비하였다.First, a titanyl sulfuric acid sulfuric acid solution having a molar concentration of Ti of 1.28 mol / L as a starting material, an ethanol solution of niobium chloride having a molar concentration of Nb of 0.5 mol / L, and a chloride An ethanol solution of tungsten was prepared.

이어서, 이들의 용액을 혼합하여, 수산화물 등의 이물의 석출이 없는 투명한 혼합 용액을 얻었다. 혼합은, 몰비 Ti:Nb:W가 1.0:2.18:0.02가 되도록 행하였다.Subsequently, these solutions were mixed to obtain a transparent mixed solution free from precipitation of foreign matters such as hydroxides. The mixing was carried out such that the molar ratio Ti: Nb: W was 1.0: 2.18: 0.02.

이어서, 이 혼합 용액에 교반하면서 암모니아수를 적하함으로써, 용액의 pH를 8로 조정하였다. 암모니아수의 적하에 의해, 혼합 용액에 백색 침전물이 발생하였다. 이 침전물을, 혼합 용액으로부터 취출하고, 순수로 세정하고 여과해서 회수하였다. 계속해서, 이와 같이 하여 회수한 침전물을, 80℃의 히터로 건조시켰다. 그 후, 유성 볼 밀에 의해, 침전물의 응집을 해쇄하였다. 그 후, 이 침전물에 대하여, 900℃에서 30분에 걸쳐, 대기 중의 조건에서 소성을 행하였다. 이때, 승온 속도는 30℃/분으로 하였다. 그 후, 소성에 의해 얻어진 생성물을 유성 볼 밀에 의해 분쇄하여, 분말을 얻었다. 이 분말을 실시예 10의 활물질로 하였다.Subsequently, ammonia water was added dropwise to the mixed solution with stirring to adjust the pH of the solution to 8. By the dropwise addition of ammonia water, a white precipitate was generated in the mixed solution. The precipitate was taken out from the mixed solution, washed with pure water, and recovered by filtration. Subsequently, the precipitate thus recovered was dried with a heater at 80 ° C. Thereafter, agglomeration of the precipitate was broken by a planetary ball mill. Thereafter, this precipitate was fired at 900 DEG C for 30 minutes under atmospheric conditions. At this time, the temperature raising rate was 30 占 폚 / min. Thereafter, the product obtained by firing was pulverized by a planetary ball mill to obtain a powder. This powder was used as the active material of Example 10.

실시예 10의 활물질을 소량 측정해서 취하고, 산 용해 및 알칼리 용해를 실시하여, 측정 용액을 제조하였다. 이 측정 용액을 사용하여, ICP 분석(SII·나노테크놀로지(주) 제조 SPS-3520UV)을 행하여, 실시예 10의 활물질에 관한 단위 중량당 Ti, Nb 및 W의 각 원소의 물질량을 산출하였다. 한편, 실시예 10의 활물질을 또한 소량 측정해서 취하여 또 다른 측정 용액을 제조하고, 이것을 불활성 가스-적외 흡수법(LECO사 제조 TC-600)에 의한 분석에 제공함으로써, 실시예 10의 활물질에 관한 단위 중량당 O 원소의 물질량을 산출하였다. 이들 결과로부터, 실시예 10의 활물질에 관한 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.09atm%, Nb=19.978atm%, W=0.011atm%, O=69.921atm%인 것을 알았다.A small amount of the active material of Example 10 was measured, and acid dissolution and alkali dissolution were carried out to prepare a measurement solution. Using this measurement solution, ICP analysis (SPS-3520UV, manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.) was performed to calculate the amount of each element of Ti, Nb and W per unit weight with respect to the active material of Example 10. [ On the other hand, a small amount of the active material of Example 10 was further measured to prepare another measurement solution, which was then subjected to analysis by an inert gas-infrared absorption method (TC-600, manufactured by LECO) The amount of O element per unit weight was calculated. From these results, it was found that the molar ratios of the constituent elements contained in the active material of Example 10 per unit weight were calculated. As a result, Ti = 10.09 atm%, Nb = 19.978 atm%, W = 0.011 atm%, O = 69.921 atm% .

또한, 실시예 10의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 10의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 29.5nm인 것을 알았다.The active material of Example 10 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the active material particle contained in the active material of Example 10 had a crystallite size of 29.5 nm.

또한, 실시예 10의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 10의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.58인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 10, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 10 was 1.58.

(실시예 11)(Example 11)

실시예 11에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:W를 1.04:2.1:0.05로 한 것 이외는 실시예 10과 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 11의 활물질을 합성하였다.In Example 11, the active material of Example 11 was synthesized in the same manner as in Example 10 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: W was changed to 1.04: 2.1: 0.05. Respectively.

실시예 11의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.47atm%, Nb=19.161atm%, W=0.47atm%, O=69.899atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 11 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.47 atm%, Nb = 19.161 atm%, W = 0.47 atm% , And O = 69.899atm%.

또한, 실시예 11의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용해서 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 11의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 31.9nm인 것을 알았다.The active material of Example 11 was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak belonging to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the crystallite size is calculated using the Scherr's equation Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 11 was 31.9 nm.

또한, 실시예 11의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 11의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.62인 것을 알았다.For the active material of Example 11, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 11 was 1.62.

(실시예 12)(Example 12)

실시예 12에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:W를 1.04:2.1:0.05로 한 것 이외는 실시예 10과 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 12의 활물질을 합성하였다.In Example 12, the active material of Example 12 was synthesized in the same manner as in Example 10 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: W was changed to 1.04: 2.1: 0.05. Respectively.

실시예 12의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.36atm%, Nb=18.752atm%, W=1.796atm%, O=69.088atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element contained per unit weight was calculated for the active material of Example 12 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.36 atm%, Nb = 18.752 atm%, W = 1.796 atm% , And O = 69.088atm%.

또한, 실시예 12의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 12의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 34.7nm인 것을 알았다.The active material of Example 12 was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 12 was 34.7 nm.

또한, 실시예 12의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 12의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.83인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 12, 30 pieces of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 12 was 1.83.

(실시예 13)(Example 13)

실시예 13에서는, 이하의 수순에 의해, 실시예 13의 활물질을 합성하였다.In Example 13, the active material of Example 13 was synthesized by the following procedure.

먼저, 출발 원료로서 Ti의 몰 농도가 1.28mol/L인 황산티타닐 희황산 용액과, Nb의 몰 농도가 0.5mol/L인 염화니오븀의 에탄올 용액과, V의 몰 농도가 0.5mol/L인 삼염화 산화바나듐의 에탄올 용액을 준비하였다.First, a titanyl sulfuric acid sulfuric acid solution having a molar concentration of Ti of 1.28 mol / L as a starting material, an ethanol solution of niobium chloride having a molar concentration of Nb of 0.5 mol / L and a trihydrochloric acid solution having a molar concentration of V of 0.5 mol / An ethanol solution of vanadium oxide was prepared.

이어서, 이들의 용액을 혼합하여, 수산화물 등의 이물의 석출이 없는 혼합 용액을 얻었다. 혼합은, 몰비 Ti:Nb:V가 1.0:2.15:0.06이 되도록 행하였다.Subsequently, these solutions were mixed to obtain a mixed solution free from precipitation of foreign matters such as hydroxides. The mixing was carried out such that the molar ratio Ti: Nb: V was 1.0: 2.15: 0.06.

이어서, 교반하면서, 이 혼합 용액에 암모니아수를 적하함으로써, 용액의 pH를 8로 조정하였다. 암모니아수의 적하에 의해, 혼합 용액에 백색 침전물이 발생하였다.Then, with stirring, ammonia water was added dropwise to this mixed solution to adjust the pH of the solution to 8. By the dropwise addition of ammonia water, a white precipitate was generated in the mixed solution.

또한, 출발 원료인 삼염화 산화바나듐은 물과의 반응성이 높으므로, 이상에서 설명한 출발 원료의 혼합부터 백색 침전의 생성까지는, -30℃dp의 노점 상황 하에서 실시하였다.Since the vanadium trichloride as the starting material has high reactivity with water, the above-described mixing of the starting materials and the generation of the white precipitate was carried out under the dew point condition of -30 占 폚 dp.

이 침전물을, 혼합 용액으로부터 취출하고, 순수로 세정하고 여과해서 회수하였다. 계속해서, 이와 같이 하여 얻어진 침전물을 80℃의 히터로 건조시켰다. 그 후, 유성 볼 밀에 의해, 침전물의 응집을 해쇄하였다. 그 후, 이 침전물에 대하여, 900℃에서 30분에 걸쳐, 대기 중의 조건에서 소성을 행하였다. 이때, 승온 속도 30℃/분으로 하였다. 그 후, 소성에 의해 얻어진 생성물을, 유성 볼 밀에 의해 분쇄하여 분말을 얻었다. 이 분말을 실시예 13의 활물질로 하였다.The precipitate was taken out from the mixed solution, washed with pure water, and recovered by filtration. Subsequently, the thus obtained precipitate was dried with a heater at 80 캜. Thereafter, agglomeration of the precipitate was broken by a planetary ball mill. Thereafter, this precipitate was fired at 900 DEG C for 30 minutes under atmospheric conditions. At this time, the temperature raising rate was 30 캜 / min. Thereafter, the product obtained by firing was pulverized by a planetary ball mill to obtain a powder. This powder was used as the active material of Example 13.

실시예 13의 활물질을 소량 측정해서 취하고, 산 용해 및 알칼리 용해를 실시하여, 측정 용액을 제조하였다. 이 측정 용액을 사용하여, ICP 분석(SII·나노테크놀로지(주) 제조 SPS-3520UV)을 행하여, 실시예 13의 활물질에 관한 단위 중량당 Ti, Nb 및 V의 각 원소의 물질량을 산출하였다. 한편, 실시예 13의 활물질을 또한 소량 측정해서 취하여 또 다른 측정 용액을 제조하고, 이것을 불활성 가스-적외 흡수법(LECO사 제조 TC-600)에 의한 분석에 제공함으로써, 실시예 13의 활물질에 관한 단위 중량당 O 원소의 물질량을 산출하였다. 이 결과로부터, 실시예 13의 활물질에 관한 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=9.99atm%, Nb=19.987atm%, V=0.013atm%, O=70.01atm%인 것을 알았다.A small amount of the active material of Example 13 was measured and taken out, and acid dissolution and alkali dissolution were carried out to prepare a measurement solution. Using this measurement solution, the amount of each element of Ti, Nb and V per unit weight of the active material of Example 13 was calculated by performing ICP analysis (SPS-3520UV manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.). On the other hand, a small amount of the active material of Example 13 was further measured to prepare another measurement solution, which was then subjected to analysis by an inert gas-infrared absorption method (TC-600, manufactured by LECO) The amount of O element per unit weight was calculated. From these results, it was found that the molar ratios of the constituent elements contained in the active material of Example 13 per unit weight were calculated. As a result, Ti = 9.99 atm%, Nb = 19.987 atm%, V = 0.013 atm%, O = .

또한, 실시예 13의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 13의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 31.6nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Example 13 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 13 was 31.6 nm.

또한, 실시예 13의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 13의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.32인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 13, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 13 was 1.32.

(실시예 14)(Example 14)

실시예 14에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:V를 1.0:2.12:0.10으로 한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 14의 활물질을 합성하였다.In Example 14, the active material of Example 14 was synthesized in the same manner as in Example 13 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution and the molar ratio Ti: Nb: V was changed to 1.0: 2.12: 0.10. Respectively.

실시예 14의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.02atm%, Nb=19.4atm%, V=0.60atm%, O=69.98atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 14 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.02 atm%, Nb = 19.4 atm%, V = 0.60 atm% , And O = 69.98 atm%.

또한, 실시예 14의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 14의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 33.3nm인 것을 알았다.The active material of Example 14 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Example 14 was 33.3 nm.

또한, 실시예 14의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 14의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.44인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 14, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 14 was 1.44.

(실시예 15)(Example 15)

실시예 15에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:V를 1.0:2.0:0.15로 한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지의 방법에 의해, 실시예 15의 활물질을 합성하였다.In Example 15, the active material of Example 15 was synthesized in the same manner as in Example 13 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution and the molar ratio Ti: Nb: V was changed to 1.0: 2.0: 0.15. Respectively.

실시예 15의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=9.907atm%, Nb=18.823atm%, V=1.922atm%, O=69.348atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Example 15 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 9.907 atm%, Nb = 18.823 atm%, V = 1.922 atm% , And O = 69.348atm%.

또한, 실시예 15의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 실시예 15의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 43.1nm인 것을 알았다.The active material of Example 15 was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Example 15 was 43.1 nm.

또한, 실시예 15의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 실시예 15의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.59인 것을 알았다.Further, for the active material of Example 15, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Example 15 was 1.59.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

비교예 1에서는, 이하에 설명하는 고상법에 의해, 비교예 1의 활물질인 TiNb2O7을 합성하였다.In Comparative Example 1, TiNb 2 O 7 , which is the active material of Comparative Example 1, was synthesized by the solid phase method described below.

먼저, 산화티타늄의 분말, 산화니오븀의 분말 및 산화몰리브덴의 분말을 준비하였다. 이들 분말을 몰비 Ti:Nb:Mo가 1.05:1.9:0.08이 되도록 칭량하였다. 이들 분말을 유성 볼 밀에 의해 습식 혼합하여 혼합물을 얻었다. 용매로서는 에탄올을 사용하였다. 얻어진 혼합물을 취출하고, 80℃의 히터로 건조시켜서, 혼합물로부터 용매를 증발시켰다. 그 후, 혼합물을, 대기 분위기 하에서, 1000℃에서 12시간에 걸쳐 가(假)소성에 제공하였다. 계속해서, 가소성물을 자연 냉각하였다. 그 후, 가소성물을, 다시 유성 볼 밀에 넣고, 분쇄 및 혼합에 제공하여 전구체를 얻었다. 이 전구체를, 1000℃에서 12시간에 걸쳐 열처리에 제공하였다. 그 후, 소성물을, 다시 유성 볼 밀로 분쇄하여, 조대 입자를 해쇄하였다. 이렇게 해서, 비교예 1의 활물질 분말을 얻었다.First, titanium oxide powder, niobium oxide powder, and molybdenum oxide powder were prepared. These powders were weighed so that the molar ratio Ti: Nb: Mo was 1.05: 1.9: 0.08. These powders were wet-mixed by a planetary ball mill to obtain a mixture. Ethanol was used as a solvent. The resulting mixture was taken out and dried with a heater at 80 DEG C, and the solvent was evaporated from the mixture. Thereafter, the mixture was subjected to the firing at 1000 占 폚 over 12 hours in an air atmosphere. Subsequently, the plasticizer was naturally cooled. Thereafter, the calcined material was put in a planetary ball mill again and subjected to pulverization and mixing to obtain a precursor. This precursor was subjected to heat treatment at 1000 占 폚 for 12 hours. Thereafter, the fired product was pulverized again with a planetary ball mill to break coarse particles. Thus, an active material powder of Comparative Example 1 was obtained.

비교예 1의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.498atm%, Nb=18.996atm%, Mo=0.520atm%, O=69.986atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 1 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.498 atm%, Nb = 18.996 atm%, Mo = 0.520 atm% , And O = 69.986atm%.

또한, 비교예 1의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼을 도 11에 도시한다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 1의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 85.3nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Comparative Example 1 was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The spectrum is shown in Fig. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Comparative Example 1 was 85.3 nm.

또한, 비교예 1의 활물질에 대해서, 관찰 배율을 5000배로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 대표적인 SEM상을 도 12에 나타내었다. 여기에서, 가장 입자 직경이 큰 1차 입자를 선택하여, 애스펙트비를 산출한 결과, 4.13이었다. 마찬가지의 조작을 30매의 SEM상을 사용해서 실시하고, 이들의 평균을, 비교예 1의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비로서 산출했다(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출). 그 결과, 비교예 1의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 4.50인 것을 알았다.In addition, for the active material of Comparative Example 1, 30 SEM images were photographed in the same manner as in Example 1 except that the observation magnification was changed to 5000 times. A representative SEM image is shown in Fig. Here, the primary particles having the largest particle diameters were selected and the aspect ratio was calculated to be 4.13. The same operation was carried out using 30 sheets of SEM images, and the average thereof was calculated as the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 1 (calculated by rounding off the third decimal place). As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 1 was 4.50.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

비교예 2에서는, 산화몰리브덴 분말 대신에 산화텅스텐 분말을 사용한 것, 산화티타늄의 분말과, 산화니오븀의 분말과, 산화텅스텐의 분말을 몰비 Ti:Nb:W가 1.05:1.9:0.05가 되도록 칭량한 것 이외는 비교예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 2의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 2, tungsten oxide powder, titanium oxide powder, niobium oxide powder and tungsten oxide powder were weighed so that the molar ratio of Ti: Nb: W was 1.05: 1.9: 0.05 instead of molybdenum oxide powder , An active material of Comparative Example 2 was synthesized by the same method as that of Comparative Example 1.

비교예 2의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.508atm%, Nb=19.02atm%, W=0.490atm%, O=69.982atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 2 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.508 atm%, Nb = 19.02 atm%, W = 0.490 atm% , And O = 69.982atm%.

또한, 비교예 2의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 2의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 90.5nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 2 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 2 was 90.5 nm.

또한, 비교예 2의 활물질에 대해서, 비교예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 2의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 4.23인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 2, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Comparative Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 2 was 4.23.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

비교예 3에서는, 산화몰리브덴의 분말 대신에 산화바나듐의 분말을 사용한 것, 및 산화티타늄의 분말과, 산화니오븀의 분말과, 산화바나듐의 분말을 몰비 Ti:Nb:V가 1.0:1.95:0.10이 되도록 칭량한 것 이외는 비교예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 3의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 3, a powder of vanadium oxide, a powder of niobium oxide, and a powder of vanadium oxide were mixed at a molar ratio of Ti: Nb: V of 1.0: 1.95: 0.10 in place of molybdenum oxide powder, The active material of Comparative Example 3 was synthesized in the same manner as in Comparative Example 1, except that it was weighed as much as possible.

비교예 3의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=9.968atm%, Nb=19.49atm%, V=0.510atm%, O=70.032atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 3 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 9.968 atm%, Nb = 19.49 atm%, V = 0.510 atm% , And O = 70.032 atm%.

또한, 비교예 3의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 3의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 88.9nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 3 was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 3 was 88.9 nm.

또한, 비교예 3의 활물질에 대해서, 비교예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 3의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 4.81인 것을 알았다.Further, with respect to the active material of Comparative Example 3, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Comparative Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 3 was 4.81.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

비교예 4에서는, 소성 온도를 1000℃로 한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 4, an active material was synthesized by the same method as in Example 2 except that the firing temperature was 1000 캜.

비교예 4의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 4 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 비교예 4의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 4의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 92.1nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 4 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Comparative Example 4 was 92.1 nm.

또한, 비교예 4의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 4의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 3.84인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 4, 30 pieces of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 4 was 3.84.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

비교예 5에서는, 소성 온도를 600℃로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 5의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 5, the active material of Comparative Example 5 was synthesized in the same manner as in Example 2 except that the sintering temperature was 600 캜.

비교예 5의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 5 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 비교예 5의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 5의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 4.84nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 5 was subjected to wide-angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 5 was 4.84 nm.

또한, 비교예 5의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 5의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.12인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 5, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 5 was 1.12.

(비교예 6)(Comparative Example 6)

비교예 6에서는, 소성 시의 승온 온도를 5℃/분으로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 6의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 6, the active material of Comparative Example 6 was synthesized in the same manner as in Example 2, except that the heating temperature at firing was 5 ° C / min.

비교예 6의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 6 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 비교예 6의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 6의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 56.1nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Comparative Example 6 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Comparative Example 6 was 56.1 nm.

또한, 비교예 6의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 6의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 4.21인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 6, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 6 was 4.21.

(비교예 7)(Comparative Example 7)

비교예 7에서는, 소성 시의 승온 온도를 5℃/분으로 한 것, 및 소성 온도를 1000℃로 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 7의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 7, the active material of Comparative Example 7 was synthesized in the same manner as in Example 2, except that the heating temperature at firing was 5 ° C / min and the firing temperature was 1000 ° C.

비교예 7의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.261atm%, Nb=19.587atm%, Mo=0.26atm%, O=69.892atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 7 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.261 atm%, Nb = 19.587 atm%, Mo = 0.26 atm% , And O = 69.892 atm%.

또한, 비교예 7의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 7의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 85.4nm인 것을 알았다.Further, the active material of Comparative Example 7 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Comparative Example 7 was 85.4 nm.

또한, 비교예 7의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 7의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 4.88인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 7, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 7 was 4.88.

(비교예 8)(Comparative Example 8)

실시예 8에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:Mo를 1.03:2.02:0.4로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 8의 활물질을 합성하였다.In Example 8, the active material of Comparative Example 8 was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: Mo was changed to 1.03: 2.02: 0.4. Respectively.

비교예 8의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.327atm%, Nb=18.686atm%, Mo=0.214atm%, O=68.843atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 8 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.327 atm%, Nb = 18.686 atm%, Mo = 0.214 atm% , And O = 68.843 atm%.

또한, 비교예 8의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 피크의 일부는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하였다. 그러나, 이상의 피크가 확인되었다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 8의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 51.5nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 8 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. Some of the peaks of the spectra were consistent with monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C2 / m. However, the above peaks were confirmed. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Comparative Example 8 was 51.5 nm.

또한, 비교예 8의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 8의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.96인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 8, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 8 was 1.96.

(비교예 9)(Comparative Example 9)

비교예 9에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:Mo를 1.03:2.02:0.03으로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 9의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 9, the active material of Comparative Example 9 was synthesized in the same manner as in Example 1, except that the molar ratio Ti: Nb: Mo was changed to 1.03: 2.02: 0.03 when the starting material was mixed to obtain a mixed solution. Respectively.

비교예 9의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.0atm%, Nb=20.0atm%, Mo=0.006atm%, O=69.994%가 되었다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 9 in the same manner as in Example 1. As a result, it was found that Ti = 10.0 atm%, Nb = 20.0 atm%, Mo = 0.006 atm% , And O = 69.994%.

또한, 비교예 9의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 9의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 29.9nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Comparative Example 9 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Comparative Example 9 was 29.9 nm.

또한, 비교예 9의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 9의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.21인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 9, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 9 was 1.21.

(비교예 10)(Comparative Example 10)

비교예 10에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:W를 1.0:2.1:0.4로 한 것 이외는 실시예 10과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 10의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 10, the active material of Comparative Example 10 was synthesized in the same manner as in Example 10 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: W was changed to 1.0: 2.1: 0.4. Respectively.

비교예 10의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.339atm%, Nb=18.708atm%, W=2.028atm%, O=68.925atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 10 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.339 atm%, Nb = 18.708 atm%, W = 2.028 atm% , And O = 68.925 atm%.

또한, 비교예 10의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 피크의 일부는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하였다. 그러나, 이상의 피크가 확인되었다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 10의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 50.9nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 10 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. Some of the peaks of the spectra were consistent with monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C2 / m. However, the above peaks were confirmed. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 10 was 50.9 nm.

또한, 비교예 10의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 10의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.77인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 10, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 10 was 1.77.

(비교예 11)(Comparative Example 11)

비교예 11에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:W를 1.0:2.15:0.1로 한 것 이외는 실시예 10과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 11의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 11, the active material of Comparative Example 11 was synthesized in the same manner as in Example 10 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: W was changed to 1.0: 2.15: 0.1. Respectively.

비교예 11의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=9.999atm%, Nb=19.998atm%, W=0.008atm%, O=69.994atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 11 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 9.999 atm%, Nb = 19.998 atm%, W = 0.008 atm% , And O = 69.994 atm%.

또한, 비교예 11의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 11의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 28.4nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Comparative Example 11 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 11 was 28.4 nm.

또한, 비교예 11의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 11의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.15인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 11, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 11 was 1.15.

(비교예 12)(Comparative Example 12)

비교예 12에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:V를 1.0:2.15:0.4로 한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 12의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 12, the active material of Comparative Example 12 was synthesized in the same manner as in Example 13, except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution and the molar ratio Ti: Nb: V was changed to 1.0: 2.15: 0.4. Respectively.

비교예 12의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=9.798atm%, Nb=19.596atm%, V=2.018atm%, O=68.587atm%가 되었다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 12 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 9.798 atm%, Nb = 19.596 atm%, V = 2.018 atm% , And O = 68.587atm%.

또한, 비교예 12의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 12의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 56.8nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 12 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particle contained in the active material of Comparative Example 12 was 56.8 nm.

또한, 비교예 12의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 12의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.82인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 12, 30 sheets of SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 12 was 1.82.

(비교예 13)(Comparative Example 13)

비교예 13에서는, 출발 원료를 혼합해서 혼합 용액을 얻을 때, 몰비 Ti:Nb:V를 1.0:2.15:0.03으로 한 것 이외는 실시예 13과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 13의 활물질을 합성하였다.In Comparative Example 13, the active material of Comparative Example 13 was synthesized in the same manner as in Example 13 except that the starting material was mixed to obtain a mixed solution, and the molar ratio Ti: Nb: V was changed to 1.0: 2.15: 0.03. Respectively.

비교예 13의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.0atm%, Nb=20.0atm%, V=0.003atm%, O=69.997atm%인 것을 알았다.The molar ratio of each constituent element per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 13 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.0 atm%, Nb = 20.0 atm%, V = 0.003 atm% , And O = 69.997 atm%.

또한, 비교예 13의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 13의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 28.9nm인 것을 알았다.In addition, the active material of Comparative Example 13 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 13 was 28.9 nm.

또한, 비교예 13의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 13의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.11인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 13, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 13 was 1.11.

(비교예 14)(Comparative Example 14)

비교예 14에서는, 출발 원료로서 염화몰리브덴의 에탄올 용액을 사용하지 않은 것과, 출발 원료의 혼합 시에, 몰비 Ti:Nb를 1.0:2.15로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 비교예 14의 활물질을 합성하였다.Comparative Example 14 was the same as Example 1 except that the ethanol solution of molybdenum chloride was not used as the starting material and that the molar ratio Ti: Nb was changed to 1.0: 2.15 when the starting materials were mixed. The active material of Example 14 was synthesized.

비교예 14의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 단위 중량당 포함되는 각 구성 원소의 몰 비율을 산출한 결과, Ti=10.0atm%, Nb=20.0atm%, O=70.0atm%가 되었다.The molar ratio of each constituent element contained per unit weight was calculated for the active material of Comparative Example 14 in the same manner as in Example 1. As a result, Ti = 10.0 atm%, Nb = 20.0 atm%, O = .

또한, 비교예 14의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 광각 X선 회절 측정을 실시하였다. 스펙트럼의 전체 피크는 C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)과 일치하고, 이상의 피크가 나타나지 않는 것을 확인하였다. 얻어진 스펙트럼에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 피팅을 실시하였다. C2/m의 공간군에 속하는 단사정형 TiNb2O7(PDF: 01-077-1374)의 (110)면에 귀속되는 피크의 반값폭으로부터, 앞서 설명한 바와 같이 쉐러의 식을 사용하여, 결정자 크기를 산출하였다. 그 결과, 비교예 14의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기가 20.1nm인 것을 알았다.The active material of Comparative Example 14 was subjected to wide angle X-ray diffraction measurement in the same manner as in Example 1. The overall peak of the spectrum coincided with the monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, and it was confirmed that the above peak did not appear. For the obtained spectrum, fitting was carried out by the same method as in Example 1. From the half width of the peak attributed to the (110) plane of monoclinic TiNb 2 O 7 (PDF: 01-077-1374) belonging to the space group of C 2 / m, the Scherr's equation was used as described above, Respectively. As a result, it was found that the crystallite size of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 14 was 20.1 nm.

또한, 비교예 14의 활물질에 대해서, 실시예 1과 마찬가지의 관찰 조건에서, 30매의 SEM상을 촬영하였다. 이 SEM상으로부터, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해, 평균 애스펙트비(소수점 셋째 자리를 반올림해서 산출)를 도출하였다. 그 결과, 비교예 14의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 1.21인 것을 알았다.Further, for the active material of Comparative Example 14, 30 SEM images were photographed under the same observation conditions as in Example 1. From this SEM image, the average aspect ratio (calculated by rounding off the third decimal place) was derived by the same method as in Example 1. [ As a result, it was found that the aspect ratio of the primary particles of the active material particles contained in the active material of Comparative Example 14 was 1.21.

[시험용 전지의 제작][Preparation of test battery]

이상과 같이 해서 합성한 각 활물질을 사용하여, 이하의 수순에 따라, 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 14의 각 시험용 전지를 제작하였다. 또한, 이하에서는, 실시예 1의 시험용 전지의 제작 수순을 예로 들어 설명하지만, 다른 시험용 전지도 동일한 수순으로 제작하였다.Using the synthesized active materials as described above, the test batteries of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 14 were produced according to the following procedure. In the following, the production procedure of the test cell of Example 1 will be described as an example, but other test cells are also manufactured in the same procedure.

<부극의 제작><Fabrication of negative electrode>

실시예 1의 활물질 100질량%, 도전 보조제로서의 아세틸렌 블랙 10질량% 및 카본 나노파이버 10질량%, 결착제로서의 폴리불화비닐리덴(PVdF) 10질량%를 분산 용매로서의 N-메틸피롤리돈(NMP)에 가해서 혼합함으로써, 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를, 두께 12㎛의 알루미늄박을 포함하는 집전체의 양면에 도포하였다. 이때, 집전체의 일부에는, 슬러리를 도포하지 않았다. 이어서, 도막을 건조시키고, 계속해서 프레스하였다. 이렇게 해서 실시예 1의 전극을 제작하였다. 전극 단위 면적당 중량은 60±2g/m2(집전체 불포함)로 하였다. 실시예 1의 부극은, 부극 집전체와, 거기에 담지된 부극층을 구비하고 있었다. 또한, 부극 집전체는, 표면에 부극층을 담지하지 않은 부극 탭을 포함하고 있었다.10% by mass of acetylene black as a conductive auxiliary agent and 10% by mass of carbon nanofibers and 10% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP ) To prepare a slurry. This slurry was applied to both surfaces of a current collector including an aluminum foil having a thickness of 12 mu m. At this time, no slurry was applied to a part of the current collector. The coating was then dried and subsequently pressed. Thus, the electrode of Example 1 was produced. The weight per electrode unit area was 60 ± 2 g / m 2 (collector-free). The negative electrode of Example 1 had a negative electrode current collector and a negative electrode layer carried thereon. Further, the negative electrode current collector included a negative electrode tab that did not carry the negative electrode layer on its surface.

<정극의 제작>&Lt; Preparation of positive electrode &

정극 활물질로서의 LiNi0 .5Co0 .2Mn0 .3O2 분말 100질량%, 도전 보조제로서의 아세틸렌 블랙 10질량% 및 카본 나노파이버 10질량%, 결착제로서의 폴리불화비닐리덴(PVdF) 10질량%를 N-메틸피롤리돈(NMP)에 가해서 혼합함으로써, 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리를, 두께 12㎛의 알루미늄박을 포함하는 집전체의 양면에 도포하였다. 이때, 집전체의 일부에는, 슬러리를 도포하지 않았다. 이어서, 도막을 건조시키고, 계속해서 프레스하였다. 이렇게 해서 정극을 제작하였다. 정극의 단위 면적당 중량(g/m2)(집전체 불포함)은 정극 충전 용량 A(mAh/g)의 부극 충전 용량 B(mAh/g)에 대한 비가 A/B=1.0±0.05가 되도록 조정을 하였다. 제작한 정극은, 정극 집전체와, 거기에 담지된 정극층을 구비하고 있었다. 또한, 정극 집전체는, 표면에 정극층을 담지하지 않은 정극 탭을 포함하고 있었다.As a positive electrode active material LiNi 0 .5 Co 0 .2 Mn 0 .3 O 2 powder to 100 mass%, 10 mass% of acetylene black as a conductive auxiliary agent and the carbon nanofibers 10% by weight, as a binder, polyvinylidene fluoride (PVdF) 10 parts % Was added to N-methylpyrrolidone (NMP) and mixed to prepare a slurry. This slurry was applied to both surfaces of a current collector including an aluminum foil having a thickness of 12 mu m. At this time, no slurry was applied to a part of the current collector. The coating was then dried and subsequently pressed. Thus, a positive electrode was produced. The weight per unit area of the positive electrode (g / m 2 ) (excluding the current collector) is adjusted so that the ratio of the positive electrode charging capacity A (mAh / g) to the negative electrode charging capacity B (mAh / g) becomes A / B = 1.0 ± 0.05 Respectively. The prepared positive electrode had a positive electrode current collector and a positive electrode layer carried thereon. Further, the positive electrode collector included a positive electrode tab that did not carry the positive electrode layer on its surface.

<전극 군의 제작>&Lt; Fabrication of Electrode Group &

이상과 같이 해서 제작한 부극 및 정극을 사용하여, 이하의 수순으로, 도 13에 나타내는 전극 군을 제작하였다. 또한, 도 13에 나타내는 전극 군은, 실시예 1의 시험용 전지의 전극 군의 일부이다.Using the negative electrode and the positive electrode thus manufactured, the electrode group shown in Fig. 13 was fabricated by the following procedure. The electrode group shown in Fig. 13 is a part of the electrode group of the test battery of Example 1. Fig.

먼저, 띠 형상의 셀룰로오스 세퍼레이터(4)를 준비하였다. 이 세퍼레이터(4)를 도 13에 도시하는 바와 같이 구절양장으로 하였다. 이어서, 구절양장으로 한 세퍼레이터(4)의 최상층에, 1매의 부극(3)을 적층하였다. 계속해서, 세퍼레이터(4)가 마주보고 형성된 공간에, 정극(5) 및 부극(3)을 교대로 삽입하였다. 여기서, 정극 집전체(5a)의 정극 탭(5c)과 부극 집전체(3a)의 부극 탭(3c)은, 세퍼레이터(4)로부터 동일한 방향으로 돌출되도록 하였다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 부극(3), 세퍼레이터(4) 및 정극(5)의 적층 방향에 있어서, 정극 탭(5c)끼리 및 부극 탭(3c)끼리는 중첩되고, 정극 탭(5c)과 부극 탭(3c)은 중첩되지 않도록 하였다.First, a strip-shaped cellulosic separator 4 was prepared. As shown in Fig. 13, the separator 4 was made to be a vernacular. Subsequently, one negative electrode 3 was laminated on the uppermost layer of the separator 4 which was formed into a bipolar electrode. Subsequently, the positive electrode 5 and the negative electrode 3 were alternately inserted into the space formed by facing the separator 4. Here, the positive electrode tab 5c of the positive electrode current collector 5a and the negative electrode tab 3c of the negative electrode current collector 3a were projected from the separator 4 in the same direction. 13, the positive electrode tabs 5c and the negative electrode tabs 3c are overlapped with each other in the stacking direction of the negative electrode 3, the separator 4 and the positive electrode 5, and the positive electrode tab 5c And the negative electrode tab 3c are not overlapped.

이어서, 중첩된 복수의 부극 탭(3c)을 서로 용접함과 함께, 이들을 부극 단자에 접속하였다. 마찬가지로, 중첩된 복수의 정극 탭(5c)을 서로 용접함과 함께, 이들을 정극 단자에 접속하였다.Subsequently, a plurality of overlapping negative electrode tabs 3c were welded to each other, and they were connected to negative electrode terminals. Similarly, a plurality of overlapping positive electrode tabs 5c are welded to each other, and they are connected to positive electrode terminals.

<비수전해질의 제조>&Lt; Preparation of non-aqueous electrolyte &

프로필렌카르보네이트:디에틸카르보네이트의 체적 비율이 1:2인 혼합 용매에, LiPF6을 1M의 농도로 용해시켰다. 이렇게 해서, 비수전해질을 제조하였다.LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent of propylene carbonate and diethyl carbonate in a volume ratio of 1: 2. Thus, a nonaqueous electrolyte was prepared.

<전지의 제작><Fabrication of Battery>

상기와 같이 해서 얻어진 전극 군(2)을 라미네이트 필름의 외장 부재에 수납하였다. 이때, 부극 단자 및 정극 단자가 외장 부재의 외측으로 연장되도록 하였다. 이어서, 라미네이트 필름의 주위를 일부를 남기고 용접하였다. 이어서, 라미네이트 필름의 용접하지 않은 부분(주액 구멍)을 통해서, 외장 부재 내에 앞서 제조한 비수전해질을 넣었다. 이어서, 주액 구멍을 용접하여, 용량이 1.0Ah인 실시예 1의 비수전해질 전지를 제작하였다.The electrode group 2 thus obtained was housed in a sheathing member of a laminate film. At this time, the negative electrode terminal and the positive electrode terminal were extended to the outside of the sheathing member. Then, the periphery of the laminated film was welded while leaving a part thereof. Next, the previously prepared non-aqueous electrolyte was put into the exterior member through a non-welded portion (injection hole) of the laminated film. Then, the injection holes were welded to produce the nonaqueous electrolyte battery of Example 1 having a capacity of 1.0 Ah.

[시험][exam]

이상과 같이 제작한 각 전지에 대해서, 이하의 수순으로, 레이트 시험 및 사이클 시험을 행하였다.The rate test and the cycle test were carried out for each of the batteries manufactured as described above in the following procedure.

(레이트 시험)(Rate test)

먼저, 각 전지를, 1C의 레이트로 전지 전압이 3.0V에 도달할 때까지 정전류 충전하고, 계속해서 3.0V의 정전압 충전으로 전류값이 0.05C이 될 때까지 충전하였다. 이어서, 이 전지를 0.2C의 레이트로 전지 전압이 1.5V에 도달할 때까지 방전하였다. 이 방전에서 얻어진 방전량을 0.2C 방전량으로서 기록하였다.First, each battery was charged at a rate of 1C until the battery voltage reached 3.0V, and then charged at a constant voltage of 3.0V until the current value reached 0.05C. Then, the battery was discharged at a rate of 0.2C until the battery voltage reached 1.5V. The discharge amount obtained from this discharge was recorded as a 0.2C discharge amount.

이어서, 각 전지를, 1C의 레이트로 전지 전압이 3.0V에 도달할 때까지 정전류 충전하고, 계속해서 3.0V의 정전압 충전으로 전류값이 0.05C이 될 때까지 충전하였다. 이어서, 이 전지를 5C의 레이트로 전지 전압이 1.5V에 도달할 때까지 방전하였다. 이 방전으로 얻어진 방전량을 5C 방전량으로서 기록하였다.Subsequently, each battery was charged at a constant rate until the battery voltage reached 3.0 V at a rate of 1C, and then charged at a constant voltage of 3.0 V until the current value reached 0.05C. Then, the battery was discharged at a rate of 5C until the battery voltage reached 1.5V. The discharge amount obtained by this discharge was recorded as the discharge amount of 5C.

각 전지의 5C 방전량의 0.2C 방전량에 대한 비를, 레이트 특성의 지표로서의 5C/0.2C 용량비로서 산출하였다.The ratio of the 5C discharge amount of each battery to the 0.2C discharge amount was calculated as a 5C / 0.2C capacity ratio as an index of rate characteristics.

(사이클 시험)(Cycle test)

레이트 시험 후, 각 전지를 이하의 수순으로 사이클 시험에 제공하였다. 먼저, 각 전지를 1C의 레이트로 전지 전압이 3.0V에 도달할 때까지 정전류 충전하고, 계속해서 3.0V의 정전압 충전으로 전류값이 0.05C가 될 때까지 충전하였다. 이어서, 전지를 25℃ 항온 조에서 정치하였다. 이어서, 이 전지를 5C의 레이트로 전지 전압이 1.5V에 도달할 때까지 방전하였다. 이상의 충전-정지-방전을 1 사이클로 하였다. 사이클의 사이에는, 10분간의 정치를 행하였다. 사이클 시험에서는, 이상의 사이클을 1000 사이클 행하였다. 또한, 사이클 시험은 온도 25℃에서 일정한 조건 하에서 행하였다.After the rate test, each cell was subjected to a cycle test in the following procedure. First, each battery was charged at a rate of 1 C until the battery voltage reached 3.0 V, and then charged at a constant voltage of 3.0 V until the current value reached 0.05 C. Then, the cell was left at a constant temperature of 25 캜. Then, the battery was discharged at a rate of 5C until the battery voltage reached 1.5V. Charge-stop-discharge was set to one cycle. Between cycles, the reaction was allowed to stand for 10 minutes. In the cycle test, the above cycle was performed for 1000 cycles. The cycle test was carried out at a constant temperature of 25 캜.

1000 사이클째의 방전에 의해 방전된 방전량의 1 사이클째의 방전에 의해 방전된 방전량에 대한 비를, 사이클 수명 특성의 지표로서의 사이클 용량 유지율로서 산출하였다.The ratio of the discharge amount discharged by the 1000th cycle discharge to the discharge amount discharged by the first cycle discharge was calculated as the cycle capacity retention rate as an index of the cycle life characteristic.

[결과][result]

먼저, 각 실시예 및 각 비교예에서의 활물질의 합성 조건을, 이하의 표 1에 정리한다.First, synthesis conditions of the active materials in the respective Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1 below.

Figure 112016022662313-pat00002
Figure 112016022662313-pat00002

이어서, 각 실시예 및 각 비교예의 활물질이 포함하는 활물질 입자의 결정자 크기 및 1차 입자의 애스펙트비, 및 각 실시예 및 각 비교예의 시험용 전지의 5C/0.2C 용량비 및 사이클 용량 유지율을, 이하의 표 2에 정리한다.Then, the crystallite size and aspect ratio of the active material contained in the active materials of each of the examples and the comparative examples and the 5C / 0.2C capacity ratio and the cycle capacity retention ratio of the test batteries in each example and each of the comparative examples were measured by the following methods Table 2 summarizes.

Figure 112016022662313-pat00003
Figure 112016022662313-pat00003

[고찰][Review]

먼저, 실시예 1 내지 18은, 모두 액상 합성에 의해 활물질을 합성한 예이다. 한편, 비교예 1 내지 3은 고상 합성으로 활물질을 합성한 예이다. 비교예 1 내지 3의 고상 합성에서는, 장시간의 소성을 필요로 하였다. 그 때문에, 비교예 1 내지 3의 활물질 입자는, 표 1로부터 명백해진 바와 같이, 결정자 크기 및 1차 입자의 애스펙트비가 컸다. 실제로, 도 12에 나타낸 비교예 1의 활물질에 대한 대표적인 SEM상으로부터 명백해진 바와 같이, 비교예 1의 활물질은, 스케일을 크게 한 애스펙트비의 큰 활물질 입자를 포함하고 있었다. 한편, 실시예 1 내지 18에서는, 소성 시의 승온 속도를 20℃/분 이상으로 하였다. 액상법에 의한 합성에 의해, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 화합물을 소결 보조제로서 사용해도, 결정자 크기 및 1차 입자의 애스펙트비가 증대하는 것을 억제할 수 있었다. 이 때문에, 실시예 1 내지 18의 시험용 전지는, 부극에 있어서의 활물질 중의 Li의 확산 거리의 증가를 억제할 수 있고, 그 결과, 5C/0.2C 용량비 및 사이클 용량 유지율이, 비교예 1 내지 3의 그것들보다도 개선되어 있었다.First, Examples 1 to 18 are all examples in which an active material is synthesized by liquid phase synthesis. On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 are examples in which an active material is synthesized by solid phase synthesis. In the solid phase synthesis of Comparative Examples 1 to 3, a long time firing was required. Therefore, as shown in Table 1, the active material particles of Comparative Examples 1 to 3 had a large crystal size and a high aspect ratio of primary particles. Actually, as is apparent from a typical SEM image of the active material of Comparative Example 1 shown in Fig. 12, the active material of Comparative Example 1 contained large active material particles having an increased aspect ratio. On the other hand, in Examples 1 to 18, the heating rate at the time of baking was 20 ° C / min or more. By the synthesis by the liquid phase method, it was possible to suppress the increase of the crystallite size and the aspect ratio of the primary particles even when a compound containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W was used as the sintering aid . Therefore, the test batteries of Examples 1 to 18 can suppress the increase of the diffusion distance of Li in the active material in the negative electrode, and as a result, the capacity ratio of 5C / 0.2C and the cycle capacity retention ratio are superior to those of Comparative Examples 1 to 3 Which is more improved than those of

또한, 실시예 1 내지 4, 및 비교예 8 및 9에서는, 첨가 원소를 Mo로 하고, 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 첨가 원소의 함유량을 변화시키고 있다. 표 2에 나타낸 이러한 결과로부터, 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo의 함유량이 0.01atom% 이상 2atom% 이하의 범위 내에 있는 실시예 1 내지 4의 시험용 전지는, Mo의 함유량이 너무 많은 비교예 8의 시험용 전지 및 Mo의 함유량이 너무 적은 비교예 9의 시험용 전지보다도, 5C/0.2C 용량비 및 사이클 용량 유지율이 개선되었음을 알 수 있다. 이것은, 실시예 1 내지 4의 활물질에서는, 소성 시에 소결 보조제로서 Mo를 포함하는 화합물을 포함시켜서, Nb 및/또는 Ti의 일부가 Mo 원소로 치환된 니오븀 티타늄 복합 산화물을 합성했지만, 표 2에 나타낸 바와 같이 결정자 크기 및 1차 입자의 애스펙트비의 증대를 억제할 수 있었던 것에 의한 결과이다.Further, in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 8 and 9, Mo is used as the additive element, and the content of the additive element in the niobium-titanium composite oxide is changed. From the results shown in Table 2, it was found that the test batteries of Examples 1 to 4, in which the content of Mo in the niobium titanium composite oxide was in the range of 0.01 atom% to 2 atom% It can be seen that the capacity ratio of 5C / 0.2C and the cycle capacity retention ratio are improved as compared with the test battery of Comparative Example 9 in which the content of the test battery and Mo is too small. This is because, in the active materials of Examples 1 to 4, a niobium titanium composite oxide in which a Mo-containing compound was included as a sintering aid at the time of calcination and in which a part of Nb and / or Ti was substituted with Mo element was synthesized, As shown, it is possible to suppress the increase of the crystallite size and the aspect ratio of the primary particles.

한편, 비교예 8의 활물질에서는, 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo의 함유량이 2.00atm%를 초과하고 있어, 이것은 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo의 고용 한계량을 초과했다고 생각된다. 그 때문에, 비교예 8의 활물질이 포함하는 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자는, 이상이 활물질 중에 많이 잔류하는 상태였다. 이것은, 비교예 8의 활물질에 관한 광각 X선 회절 측정 결과로부터도 뒷받침되고 있다. 이렇게 이상을 포함하는 활물질 입자를 포함한 비교예 8의 활물질에서는, Li의 흡장 및 방출 시의 체적 팽창 및 수축에 수반하는 응력에 의해 활물질의 깨짐이 발생했기 때문에, 사이클 특성이 저하되었다고 생각된다.On the other hand, in the active material of Comparative Example 8, the content of Mo in the niobium-titanium composite oxide exceeds 2.00 atm%, which is considered to exceed the solubility limit of Mo in the niobium-titanium composite oxide. Therefore, the active material particles of the niobium-titanium composite oxide contained in the active material of Comparative Example 8 were in a state in which much of the active material particles remained in the active material. This is also supported by the results of wide angle X-ray diffraction measurement on the active material of Comparative Example 8. In the active material of Comparative Example 8 including the above-mentioned active material particles, cracking of the active material occurred due to the volume expansion and shrinkage accompanying shrinkage during insertion and extraction of Li, and therefore, the cycle characteristics were considered to be degraded.

또한, 비교예 9의 활물질에서는, 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo의 함유량이 0.01atm%를 하회하고 있어, 소결 보조제로서의 Mo의 존재량이 적었다고 생각된다. 그 때문에, 비교예 9의 활물질에서는, 소성 시에 치밀화가 충분히 진행되지 않아, 충분한 결정성을 갖는 상을 얻을 수 없었다고 생각된다. 그 때문에, 비교예 9의 시험용 전지는, 레이트 특성 및 사이클 수명 특성이 떨어졌다고 생각된다.In addition, in the active material of Comparative Example 9, the content of Mo in the niobium-titanium composite oxide was less than 0.01 atm%, and the amount of Mo as a sintering aid was considered to be small. Therefore, in the active material of Comparative Example 9, densification did not progress sufficiently during firing, and it was considered that an image having sufficient crystallinity could not be obtained. Therefore, it is considered that the test battery of Comparative Example 9 had a lowered rate characteristic and cycle life characteristic.

실시예 10 내지 12 및 비교예 10 및 11의 결과로부터, 첨가 원소를 W로 한 경우도 Mo와 마찬가지의 경향이 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 13 내지 15 및 비교예 12 및 13의 결과로부터, 첨가 원소를 V로 한 경우도 Mo와 마찬가지의 경향이 있음을 알 수 있다.It can be seen from the results of Examples 10 to 12 and Comparative Examples 10 and 11 that the same tendency as in Mo is also obtained when W is used as an additive element. Further, from the results of Examples 13 to 15 and Comparative Examples 12 and 13, it can be seen that the same tendency as in Mo also occurs when the addition element is V.

비교예 14의 활물질은, 출발 원료에, Mo, W 및 V 모두 첨가하지 않고 합성한 것이다. 비교예 14의 활물질은, 소결 보조제가 되는 원료를 사용하지 않고 합성했기 때문에, 소성 온도가 900℃임에도 불구하고 결정성이 낮았다. 이 때문에, 비교예 14의 시험용 전지는, 비교예 14의 활물질에 있어서 벌크의 Li의 확산이 저해되어버려, 실시예 1의 시험용 전지보다도, 5C/0.2C 용량비 및 사이클 용량 유지율이 낮았다고 생각된다.The active material of Comparative Example 14 was synthesized without adding any of Mo, W and V to the starting material. Since the active material of Comparative Example 14 was synthesized without using a raw material to be a sintering aid, the crystallinity was low even though the sintering temperature was 900 캜. Therefore, the test battery of Comparative Example 14 was thought to have a lower capacity and a cycle capacity retention ratio of 5C / 0.2C than the test battery of Example 1, because diffusion of bulk Li in the active material of Comparative Example 14 was inhibited .

실시예 5 및 6 및 비교예 4 및 5에서는, 실시예 1로부터 소성 온도를 변화시켰다. 실시예 5 및 6에서는, 출발 원료에 Mo를 포함하는 화합물을 포함시킴으로써, 이 화합물이 소결 보조제로서 작용하였다. 그 때문에, 실시예 5 및 6의 활물질은 소성 온도를 각각 800℃ 및 700℃까지 낮춰서 합성했지만, 실시예 5 및 6의 시험용 전지는, 실시예 1의 그것에 비해, 5C/0.2C 용량비 및 사이클 용량 유지율은 떨어지지 않았다. 한편, 소성 온도가 1000℃를 초과한 비교예 4에서는, 얻어진 활물질 입자의 결정자 크기가 너무 커졌기 때문에, 활물질 입자에 있어서의 Li의 확산 거리가 증가하고, 그 결과, 비교예 4의 시험용 전지의 레이트 특성이 저하되었다고 생각된다. 한편, 비교예 5의 활물질은, 소성 온도가 너무 낮았기 때문에, 얻어진 활물질 입자의 결정자 크기가 너무 작았다고 생각된다. 비교예 5의 활물질은, 활물질 입자의 결정자 크기가 너무 작았기 때문에, 활물질 계면의 영향에 의해 Li 흡장 사이트가 불안정해지고, 나아가 부반응이 증가했다고 생각된다. 이 때문에, 비교예 5의 시험용 전지는 사이클 특성이 부족했다고 생각된다.In Examples 5 and 6 and Comparative Examples 4 and 5, the firing temperature was changed from Example 1. In Examples 5 and 6, by including a compound containing Mo in the starting material, this compound served as a sintering aid. For this reason, although the active materials of Examples 5 and 6 were synthesized by lowering the firing temperature to 800 ° C. and 700 ° C., respectively, the test batteries of Examples 5 and 6 had a capacity ratio of 5C / 0.2C and a cycle capacity The retention rate did not drop. On the other hand, in Comparative Example 4 in which the firing temperature exceeded 1000 캜, since the crystallite size of the obtained active material particles became too large, the diffusion distance of Li in the active material particles was increased. As a result, It is considered that the characteristics are degraded. On the other hand, the active material of Comparative Example 5 was considered to have a too small crystallite size of the obtained active material particles because the firing temperature was too low. It is considered that the active material of Comparative Example 5 had an excessively small crystallite size of the active material particles, so that the Li intercalation site became unstable due to the influence of the active material interface and further the side reaction increased. Therefore, it is considered that the test battery of Comparative Example 5 lacked the cycle characteristics.

실시예 7 내지 9 및 비교예 6 및 7은, 실시예 1로부터 승온 속도를 변화시킨 예이다. 비교예 6 및 7의 활물질은, 소성 시의 승온 속도가 너무 낮았기 때문에, 얻어진 활물질 입자의 1차 입자의 애스펙트비가 4를 초과하였다. 그 때문에, 비교예 6 및 7의 시험용 전지는, 부극에 있어서의 활물질 중의 Li의 확산 거리가 증가했다고 생각된다. 그 결과, 비교예 6 및 7의 시험용 전지는, 사이클 특성이 부족했다고 생각된다.Examples 7 to 9 and Comparative Examples 6 and 7 are examples in which the rate of temperature rise was changed from Example 1. In the active materials of Comparative Examples 6 and 7, since the rate of temperature rise at firing was too low, the aspect ratio of the primary particles of the obtained active material particles exceeded 4. Therefore, it is considered that the diffusion distances of Li in the active material in the negative electrode of the test batteries of Comparative Examples 6 and 7 are increased. As a result, it is considered that the test batteries of Comparative Examples 6 and 7 lacked the cycle characteristics.

이상에서 설명한 적어도 하나의 실시 형태 및 실시예에 의하면, 전지용 활물질이 제공된다. 이 전지용 활물질은, 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 입자를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함한다. 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 Mo, V 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 2atm% 이하의 범위 내에 있다. 활물질 입자는, 1차 입자의 애스펙트비가 1 이상 4 미만의 범위 내에 있다. 활물질 입자의 결정자 크기는 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있다. 이 전지용 활물질은, 결정 성장 시의 활물질 입자 내의 Li 고체내 확산 거리의 증가가 억제되어 있으므로, 비수전해질 전지에 내장해서 사용했을 때, 충전 시의 과전압의 발생이나 환원측에서의 부반응을 억제할 수 있다. 그 결과, 이 전지용 활물질은, 입출력 특성 및 사이클 특성이 우수한 비수전해질 전지를 실현할 수 있다.According to at least one of the embodiments and examples described above, a battery active material is provided. The battery active material includes active material particles of a monoclinic niobium titanium composite oxide. The monoclinic niobium titanium composite oxide contains at least one kind of element selected from the group consisting of Mo, V and W. The content of at least one element selected from the group consisting of Mo, V and W in the monoclinic niobium titanium composite oxide is in the range of 0.01 atm% to 2 atm%. In the active material particle, the aspect ratio of the primary particles is in the range of 1 to less than 4. The crystallite size of the active material particles is in the range of 5 nm or more and 90 nm or less. This battery active material is capable of suppressing generation of an overvoltage upon charging and a side reaction at the reduction side when used in a built-in nonaqueous electrolyte battery because the diffusion length of the Li solid in the active material particle during crystal growth is suppressed. As a result, the battery active material can realize a nonaqueous electrolyte battery excellent in input / output characteristics and cycle characteristics.

본 발명의 몇 가지의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께, 특허 청구 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and alterations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications fall within the scope and spirit of the invention, and are included in the scope of the invention as defined in the claims and their equivalents.

Claims (15)

Mo, V 및 W로부터 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 1차 입자를 포함하고,
상기 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 상기 적어도 1종의 원소의 함유량은, 0.01atm% 이상 2atm% 이하의 범위 내에 있고,
상기 활물질 1차 입자는, 애스펙트비가 1 이상 4 미만의 범위 내에 있고, 결정자 크기가 5nm 이상 90nm 이하의 범위 내에 있는 활물질.
And an active material primary particle of a monoclinic niobium titanium composite oxide containing at least one element selected from the group consisting of Mo, V, and W,
The content of the at least one element in the monoclinic niobium titanium composite oxide is in the range of 0.01 atm% to 2 atm%
Wherein the active material primary particles have an aspect ratio in a range of 1 to less than 4 and a crystallite size in a range of 5 nm to 90 nm.
제1항에 있어서,
상기 활물질 1차 입자는, 애스펙트비가 1 이상 3 이하인, 활물질.
The method according to claim 1,
Wherein the active material primary particles have an aspect ratio of 1 or more and 3 or less.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 활물질 1차 입자는, 결정자 크기가 10nm 이상 70nm 이하인, 활물질.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the active material primary particles have a crystallite size of 10 nm or more and 70 nm or less.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물에 있어서의 상기 적어도 1종의 원소의 함유량이, 0.01atm% 이상 0.3atm% 이하인, 활물질.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the content of the at least one element in the single crystal niobium titanium composite oxide is 0.01 atm% to 0.3 atm%.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, Ta, Fe, Bi, Sb, As, P, Cr, B, Na, Mg, Al 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 또 다른 원소를 포함하는, 활물질.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the monoclinic niobium titanium composite oxide comprises at least one element selected from the group consisting of Ta, Fe, Bi, Sb, As, P, Cr, B, Na, Mg, .
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물은, 화학식: Ti1 -a- cM1aM3cNb2 -b-dM2bM4dO7로 표현되는, 활물질:
상기 화학식에서,
0≤a<1, 0≤b<1, 0<c+d<1이며,
M1 및 M2는, Nb, Ta, Fe, Ti, Bi, Sb, As, P, Cr, B, Na, Mg, Al 및 Si로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, 상기 M1 및 상기 M2는, 동일해도 되고, 서로 상이해도 되고,
M3 및 M4는, V, Mo 및 W에서 선택되는 적어도 1종의 원소이며, 상기 M3 및 상기 M4는, 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다.
3. The method according to claim 1 or 2,
The single yarn shaping niobium-titanium composite oxide has the formula: Ti 1 -a- c M1 a M2 b M3 c Nb 2 -bd M4 d O represented by 7, active material:
In the above formulas,
0? A <1, 0? B <1, 0 <c + d <1,
M1 and M2 are at least one element selected from the group consisting of Nb, Ta, Fe, Ti, Bi, Sb, As, P, Cr, B, Na, Mg, Al and Si. May be the same or different from each other,
M3 and M4 are at least one kind of element selected from V, Mo and W, and M3 and M4 may be the same or different from each other.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 활물질 1차 입자의 표면의 적어도 일부에 피복한 탄소 함유층을 더 포함하는, 활물질.
3. The method according to claim 1 or 2,
And a carbon-containing layer coated on at least a part of the surface of the active material primary particle.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 활물질 1차 입자가 응집되어 이루어지는 2차 입자를 포함하는, 활물질.
3. The method according to claim 1 or 2,
And secondary particles formed by aggregating the active material primary particles.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 단사정형 니오븀 티타늄 복합 산화물의 활물질 2차 입자를 포함하는, 활물질.
3. The method according to claim 1 or 2,
And an active material secondary particle of the monoclinic niobium titanium composite oxide.
제1항 또는 제2항에 기재된 활물질을 포함하는 부극과,
정극과,
비수전해질
을 구비하는 비수전해질 전지.
A negative electrode comprising the active material according to claim 1 or 2,
The positive electrode,
Non-aqueous electrolyte
And a nonaqueous electrolyte battery.
제10항에 기재된 비수전해질 전지를 포함하는 전지 팩.A battery pack comprising the nonaqueous electrolyte battery according to claim 10. 복수의 비수전해질 전지를 구비하고, 상기 복수의 비수전해질 전지의 각각이, 제1항 또는 제2항에 기재된 활물질을 포함하는 부극과,
정극과,
비수전해질
을 구비하고,
상기 복수의 비수전해질 전지가, 전기적으로 직렬 및/또는 병렬로 접속되어 있는 조전지.
A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a plurality of nonaqueous electrolyte batteries, each of the plurality of nonaqueous electrolyte batteries comprising: a negative electrode comprising the active material according to any one of claims 1 to 3;
The positive electrode,
Non-aqueous electrolyte
And,
Wherein the plurality of non-aqueous electrolyte batteries are electrically connected in series and / or in parallel.
제12항에 기재된 조전지를 구비하는 전지 팩.
A battery pack comprising the assembled battery according to claim 12.
제1항에 있어서,
상기 활물질 1차 입자는, 애스펙트비가 1.21 이상 4 미만인, 활물질.
The method according to claim 1,
Wherein the active material primary particles have an aspect ratio of 1.21 or more and less than 4,
제1항에 있어서,
상기 활물질 1차 입자는, 애스펙트비가 1.21 이상 3.82 이하인, 활물질.
The method according to claim 1,
Wherein the active material primary particles have an aspect ratio of 1.21 to 3.82.
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